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Achse
In der Biologie bezeichnet der Begriff „Achse“ eine zentrale Struktur, die oft als Längsrichtung eines Körpers oder Organs dient und entlang der sich symmetrische oder funktionelle Anordnungen ausbilden. Der Begriff kann sich auf verschiedene biologische Systeme und Konzepte beziehen, darunter die morphologische Körperachse, anatomische Achsen in Pflanzen und Tieren, sowie funktionelle Achsen in der Physiologie, wie etwa die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse).
1. Körperachse in der Morphologie
In der Zoologie und Entwicklungsbiologie beschreibt die Körperachse die Hauptorientierung eines Organismus, die sich während der Embryonalentwicklung ausbildet und die Grundlage für die Körperstruktur bildet. Es gibt meist drei Achsen:
Kraniokaudale Achse (von Kopf bis Schwanz in Tieren bzw. von Spitze bis Basis in Pflanzen),
Dorsoventrale Achse (von Rücken- zu Bauchseite bei Tieren oder von der Ober- zur Unterseite bei Pflanzenblättern) und
Links-rechts-Achse, die die bilaterale Symmetrie definiert, die bei vielen Organismen vorkommt.
Diese Achsen sind in der Entwicklungsbiologie entscheidend, da die Orientierung der Zellen entlang dieser Achsen die spätere Ausformung des Körpers beeinflusst. Während der Embryonalentwicklung leiten Signalmoleküle wie Morphogene die Zellen entlang der Achse und bestimmen, ob sie Gewebe für Kopf oder Schwanz, Bauch oder Rücken bilden sollen.
2. Achsen in der Pflanzenanatomie
In der Botanik beschreibt die Achse die zentrale Struktur, von der aus Zweige, Blätter und Blüten entstehen, wie der Stamm oder die Sprossachse einer Pflanze. Die Sprossachse wächst typischerweise vertikal und trägt Blätter und reproduktive Strukturen, während die Wurzelachse die Pflanze verankert und Wasser sowie Nährstoffe aufnimmt. Pflanzenachsen spielen eine entscheidende Rolle im Transport von Nährstoffen und Wasser, da die Leitungsbahnen (Xylem und Phloem) entlang dieser Achsen verlaufen.
Darüber hinaus beeinflusst die Ausrichtung der Achse das Pflanzenwachstum, da sich viele Pflanzen zu einer bestimmten Seite neigen oder an die Lichtverhältnisse anpassen. Dieser Prozess, bekannt als Phototropismus, wird hormonell gesteuert und zeigt, wie die Achse in Pflanzen strukturelle und funktionelle Anpassungen an die Umgebung ermöglicht.
3. Funktionelle Achsen in der Physiologie
In der Physiologie werden bestimmte hormonelle oder neuronale Verbindungen als „Achsen“ bezeichnet, um die wechselseitigen Beeinflussungen zwischen Organen oder Geweben zu beschreiben. Ein prominentes Beispiel ist die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse), die eine entscheidende Rolle in der Stressregulation spielt. Diese Achse beschreibt das Zusammenspiel von Hypothalamus, Hypophyse und Nebennierenrinde in der Produktion und Regulation von Cortisol, einem Stresshormon. Die HPA-Achse wird durch Stressreize aktiviert, die die Freisetzung von Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) im Hypothalamus und die nachfolgende Sekretion von Adrenocorticotropem Hormon (ACTH) in der Hypophyse stimulieren, was wiederum die Nebennierenrinde zur Produktion von Cortisol anregt.
Eine weitere funktionelle Achse ist die Darm-Hirn-Achse, die das Zusammenspiel zwischen dem zentralen Nervensystem und dem Verdauungssystem beschreibt. Hierbei kommunizieren das Gehirn und der Darm über neuronale, hormonelle und immunologische Wege miteinander. Diese Achse spielt eine bedeutende Rolle in der Verdauung, Immunregulation und sogar in der emotionalen Befindlichkeit, da die Mikroflora des Darms Einflüsse auf das Gehirn und die Psyche haben kann.
Zusammengefasst ist der Begriff „Achse“ in der Biologie ein vielseitiges Konzept, das sowohl die strukturelle Organisation als auch die funktionalen Zusammenhänge von Organismen beschreibt. Von der Körperachse, die die Grundstruktur eines Organismus bestimmt, über die pflanzliche Achse als Leitungs- und Wachstumszentrum bis hin zu physiologischen Achsen, die hormonelle und neuronale Kommunikation betreffen, stellt die Achse in all ihren Formen eine zentrale Komponente biologischer Systeme dar.
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