Fototropismus ist die gerichtete Wachstumsbewegung von Pflanzen oder pflanzenähnlichen Organismen als Reaktion auf Lichtreize. Diese Bewegung wird durch Unterschiede in der Lichtintensität oder -richtung ausgelöst, wobei der betroffene Organismus sein Wachstum so ausrichtet, dass er optimale Lichtverhältnisse für essenzielle Prozesse wie die Fotosynthese nutzt. Wie bei der Fototaxis wird zwischen positiver und negativer Reaktion unterschieden: Beim positiven Fototropismus wachsen Pflanzenteile, wie etwa Sprossachsen, in Richtung der Lichtquelle, während beim negativen Fototropismus, der vor allem in Wurzeln zu beobachten ist, das Wachstum von der Lichtquelle weg erfolgt.

Die molekularen und zellulären Mechanismen des Fototropismus sind komplex und gut erforscht, insbesondere durch die Studien an Modellpflanzen wie *Arabidopsis thaliana*. Der zentrale Akteur in diesem Prozess ist ein spezifisches Pflanzenhormon, das Auxin genannt wird. Auxin ist entscheidend für die Steuerung des Zellwachstums und wird bei ungleicher Lichtverteilung asymmetrisch innerhalb des Pflanzengewebes verteilt. In der Regel sammelt sich Auxin auf der lichtabgewandten Seite des Sprosses an, wo es die Zellstreckung fördert. Dadurch wächst die lichtabgewandte Seite stärker, was zu einer Krümmung des Sprosses in Richtung der Lichtquelle führt.

Die Wahrnehmung des Lichts erfolgt über spezialisierte Photorezeptoren, insbesondere die Blaulichtrezeptoren, die als Phototropine bezeichnet werden. Diese Proteine reagieren empfindlich auf Licht im blauen Spektralbereich, das für die Steuerung des Fototropismus besonders wichtig ist. Sobald Phototropine aktiviert werden, leiten sie eine Signaltransduktionskaskade ein, die die Umverteilung von Auxin reguliert. Diese Signalkette umfasst mehrere Proteine, darunter Kinasen und Transporter, die das Wachstum der Pflanze dynamisch an die Lichtbedingungen anpassen.

Positive Fototropismus ist am häufigsten bei Sprossen zu beobachten, da diese Pflanzenorgane darauf ausgelegt sind, das Licht optimal für die Fotosynthese einzufangen. Ein klassisches Beispiel ist die Ausrichtung von Sonnenblumenkeimlingen, die sich nach der Keimung rasch in Richtung der Lichtquelle neigen. Negative Fototropismus dagegen ist charakteristisch für Wurzeln, die typischerweise in die Erde wachsen, wo sie Schutz vor übermäßiger Lichtexposition suchen und Zugang zu Wasser und Nährstoffen finden.

Der Fototropismus erfüllt eine zentrale ökologische Funktion, da er Pflanzen hilft, Licht als Energiequelle effizient zu nutzen. In dichten Wäldern, wo Licht knapp ist, können Pflanzen durch gezieltes Wachstum in Richtung einer Lichtlücke ihr Überleben sichern. Dieses Verhalten spielt eine Schlüsselrolle in der Konkurrenz um Ressourcen und beeinflusst die Struktur von Pflanzenpopulationen und -gemeinschaften.

Neben seiner ökologischen Bedeutung hat der Fototropismus auch praktische Anwendungen in der Landwirtschaft und Gartenbau. Das Verständnis dieses Mechanismus ermöglicht es, das Wachstum von Kulturpflanzen gezielt zu steuern, um Lichtausnutzung und Erträge zu optimieren. Auch in der Pflanzenzucht werden genetische Variationen im Fototropismus genutzt, um Pflanzen an spezifische Umweltbedingungen anzupassen.

Darüber hinaus ist der Fototropismus ein faszinierendes Forschungsgebiet, das unser Wissen über grundlegende biologische Prozesse vertieft. Er zeigt, wie Pflanzen, obwohl sie als sessile Organismen keine aktive Bewegung ausführen können, dennoch dynamisch auf Umweltreize reagieren und ihr Wachstum flexibel anpassen können. Damit ist der Fototropismus ein beeindruckendes Beispiel für die Anpassungsfähigkeit von Lebewesen an ihre Umgebung.