WACHSTUM

Wachstum,

 

1) Kristallographie: Kristallwachstum, Kristallisation.

 

 2) Physiologie: die irreversible Vergrößerung eines Organismus oder einzelner Teile (Organe, Gewebe, Zellen), wobei fast alle Organismen bis zu einer für sie charakteristischen, genetisch festgelegten Endgröße wachsen. Das Wachstum beruht auf dem Aufbau körpereigener Substanz und ist eine Grundeigenschaft des Lebens. Zelluläre Grundlage des Wachstums sind die Zellteilung und die (zum Teil erhebliche) Volumenzunahme der Tochterzellen. Voraussetzung für das Wachstum ist die ausreichende Aufnahme von Energieträgern, die essenzielle Fett- und Aminosäuren sowie Vitamine (besonders A, B₁, B₂, C) enthalten müssen. Außerdem wird das Wachstum u. a. durch Licht, Temperatur, Schwerkraft, Lebensraumgröße beeinflusst; jedoch bestimmen v. a. innere, d. h. genetische und entwicklungspsychologische Einflüsse Art und Umfang von Wachstumsprozessen, wobei deren Koordination und Steuerung durch Hormone erfolgt. Wachstumshormon des Menschen und der Wirbeltiere ist das Somatotropin; darüber hinaus nehmen die Hormone der Schilddrüse, der Gonaden und der Nebenniere Einfluss auf Wachstumsprozesse. Ferner besitzt auch der Thymus Einfluss auf das Körperwachstum. Fehler im Hormonhaushalt können zu Wachstumsanomalien führen (Riesenwuchs, Zwergwuchs).

 

Im Gesamtwachstum eines Organismus haben Organe, Gewebe, Zellen ihre eigenen Wuchsformen und Wachstumsgeschwindigkeiten. Einige Organe wachsen schneller, andere langsamer und in anderen Proportionen als der Gesamtorganismus. Dieses relativierte Wachstum drückt sich in der allometrischen Wachstumsformel aus: y = b · x^α, wobei y die Maßgröße des Teils (Körperteil, Organ, Zelle, Zellkern), b eine Konstante, x die Maßgröße des ganzen Organismus, α die Wachstumskonstante ist. Je nach der Größe der Wachstumskonstante unterscheidet man isometrisches Wachstum (α = 1), das Wachstum mit gleichem Ausmaß in allen Körperrichtungen (Isoauxesis), und allometrisches Wachstum (α 1), das Wachstum mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in den verschiedenen Körperachsen (Heteroauxesis für die Ontogenese, Allomorphosis für die Phylogenese). Wächst der Teil schneller als das Ganze (α positiv allometrischem Wachstum (Tachyauxesis), wächst er langsamer als das Ganze (α < 1), liegt negativ allometrisches Wachstum (Bradyauxesis) vor.

 

Beim Menschen liefern Gewichtsangaben für einzelne Entwicklungsstadien ein eindrucksvolles Bild für das mit extrem hohen Zuwachsraten beginnende und fortlaufend - vor- und nachgeburtlich - sich relativ dazu vermindernde Wachstum: Ein befruchtetes Ei wiegt etwa 0,005 mg, ein neunwöchiger Embryo 1,24 g, also das 250 000fache des Eies; bis zur Geburt werden 3 000-3 500 g, etwa das 2 700fache des Neunwochenkeims, erreicht und nachgeburtlich, bis zum Abschluss des Wachstums, etwa das 20fache des Geburtsgewichts.

 

Mit der Größen- und Gewichtszunahme sind Veränderungen der Proportionen durch unterschiedliches Wachstum einzelner Körperteile und Organe verbunden: Der Anteil des Kopfes sinkt durch stärkeres Wachstum des Rumpfes und der Gliedmaßen von fast ¼ beim Neugeborenen auf ¹/₈ bis ¹/₇ der Körperlängebeim Erwachsenen. Die bei der Geburt verhältnismäßig kurzen Beine nehmen später bis über die Hälfte der Körperhöhe ein. Periodisches Wechsel zwischen stärkerem Massen- und stärkerem Längenwachstum bedingen in Verbindung mit Reifungsvorgängen einen arttypischen Wachstumsrhythmus, der neben dem starken embryonalen Wachstum durch einen pubertären Wachstumsschub gekennzeichnet ist, wobei Letzterer zur endgültigen Größe führt.

 

Bei Tieren dauert das Wachstum im Allgemeinen bis zur Geschlechtsreife. Tiere mit dotterreichen Eiern und Säugetiere weisen (wie der Mensch) ein starkes embryonales Wachstum auf. Viele Tiere zeigen während eines einfacher organisierten Larvenstadiums eine starke Größenzunahme, während die Differenzierung zur komplexeren Adultform in einer anschließenden Metamorphose stattfindet. Viele Fische und Reptilien wachsen auch nach Erreichen der Geschlechtsreife weiter, ebenso - als Ausnahme unter den Säugetieren - die Wale.

 

Bei Pflanzen hält, im Gegensatz zu Mensch und Tier, das Wachstum die gesamte Lebensdauer über an. Dies wird durch ständig teilungsfähige, undifferenzierte (embryonale) Zellen erreicht, die entweder in Einzahl vorkommen (Scheitelzelle der niederen Pflanzen, Scheitel) oder (bei den höheren Pflanzen) in Mehrzahl im Vegetationspunkt lokalisiert sind. Das Wachstum der Pflanzen beruht im Gegensatz zu dem der Tiere weniger auf der Zunahme der Zellenzahl als vielmehr auf einer starken Streckung der Zellen. Dieses Streckungswachstum, wodurch pflanzliche Organe ihre definitive Länge erreichen, beruht auf Volumenvergrößerung durch Wasseraufnahme und Vakuolenbildung sowie auf plastische Zellwanddehnung im Bereich der Streckungszone. Es wird durch Pflanzenhormone gesteuert, die die Haftpunkte der Cellulosefibrillen der Zellwand lösen, wodurch der Druck der Zellwand nachlässt und die Saugkraft der Zelle erhöht wird. Das Dickenwachstum ist eine Querschnittzunahme von Spross und Wurzeln. Das primäre Dickenwachstum (v. a. bei zweikeimblättrigen Pflanzen und Nacktsamern) beruht auf Zellteilungen, die vom Vegetationspunkt ausgehen und die Sprossachse verbreitern. Sekundäres Dickenwachstum schließt sich stets an das primäre Dickenwachstum an und endet erst mit dem Absterben der Pflanze. Es beruht auf der Tätigkeit eines (im Querschnitt) ringförmig angeordneten Bildungsgewebes (Kambium), das durch Zellteilungen nach innen und außen neue Zellen abgibt. Die nach innen abgegebenen Zellen verholzen, bilden also Festigungsgewebe mit Leitungsbahnen, die der Wasserversorgung dienen, während die nach außen abgegebenen Zellen den Bast bilden. Zum Ausgleich für die dabei auftretenden Gewebespannungen erfolgt ein tangentiales Erweiterungswachstum von primärer Rinde und Epidermis (Dilatationswachstum).