Bedeutung von Wasser für Pflanzen und Wasserhaushalt

Wasser spielt eine zentrale Rolle für verschiedene Prozesse in Pflanzen:

• Fotosynthese und Zellatmung
• Transportmittel für Nährstoffe
• Lösungsmittel für biochemische Reaktionen
• Quellmittel für Zellwachstum
• Reaktionspartner für chemische Prozesse

Der Wasserhaushalt einer Pflanze umfasst alle Vorgänge, die es ihr ermöglichen, mit dem vorhandenen Wasserangebot an ihrem Standort umzugehen. Äußere Einflussfaktoren sind:

• Bodentyp
• Klima
• Geländeform
• Bodenfeuchte

Highlight: Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung ist eng mit dem Wasserhaushalt der Pflanze verknüpft.

Wasseraufnahme bei Landpflanzen:

1. Wasser diffundiert passiv entlang eines Konzentrationsgefälles aus dem Boden in die äußeren Wurzelzellen (Rhizodermis).
2. Das aufgenommene Wasser diffundiert über Zellwände und Zellplasma bis zur Endodermis.
3. ATP-verbrauchende Transportvorgänge kontrollieren den weiteren Wasserdurchtritt.
4. Im Zentralzylinder gelangt das Wasser in die langgestreckten Zellen des Xylems der Leitbündel.

Vocabulary: Xylems sind Leitbündel, die sich durch den gesamten Pflanzenkörper ziehen und für den Wassertransport verantwortlich sind.

Wasserabgabe durch Transpiration:

• Die Transpiration über die Blattoberflächen ist die treibende Kraft für den Wassertransport.
• An trockenen Tagen ist der Wassergehalt der Luft niedriger als in den Blattzellen, was zu Wasserverlust durch Transpiration führt.
• Der entstehende Unterdruck erzeugt einen Transpirationssog, der Wasser kontinuierlich von den Wurzeln bis in die Blätter transportiert.

Definition: Der Transpirationssog ist der Mechanismus, der den Wassertransport in Pflanzen von den Wurzeln bis zu den Blättern antreibt.

Die Transpirationsrate wird beeinflusst durch:

• Temperatur
• Lichtintensität
• Luftbewegungen
• Kohlenstoffdioxid- und Wassergehalt der Luft
• Wasser- und Ionengehalt des Bodens

Highlight: Die Anpassungen von Hydrophyten, Hygrophyten und Xerophyten zeigen, wie Pflanzen ihre Wasseraufnahme und -abgabe optimal an ihren Lebensraum anpassen können.

Anpassungen von Pflanzen an verschiedene Wasserumgebungen

Hydrophyten (Wasserpflanzen) sind perfekt an das Leben im Wasser angepasst. Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

• Leben untergetaucht oder schwimmend auf der Wasseroberfläche
• Schwimmblätter ähneln im Aufbau den Laubblättern der Mesophyten
• Untergetauchte Blätter haben eine einschichtige Epidermis mit zarter Kutikula
• Spaltöffnungen (Stomata) befinden sich nur auf den Blattoberseiten der Schwimmblätter
• Besitzen große Interzellularen und ein Durchlüftungsgewebe (Aerenchym) für den Gastransport
• Wurzeln sind oft zurückgebildet, da Nährstoffe direkt aus dem Wasser aufgenommen werden können

Beispiel: Tausendblatt, Wasserpest, Hornblatt und Seerose sind typische Hydrophyten.

Hygrophyten (Feuchtpflanzen) sind an feuchte Standorte wie Waldböden, Sümpfe und Uferzonen angepasst:

• Dünne, große Blätter, oft mit lebenden Haaren
• Zahlreiche Wasserspalten (Hydathoden) auf den Blattflächen ermöglichen Wasserausscheidung (Guttation)
• Spaltöffnungen sind über die Epidermis herausgehoben
• Anpassungen zur Erhöhung der Wasserdampfabgabe

Highlight: Hygrophyten haben spezielle Einrichtungen wie Wasserspalten und hervorgehobene Stomata, um den Transpirationsdruck aufrechtzuerhalten.

Xerophyten (Trockenpflanzen) sind an Standorte mit hoher Sonneneinstrahlung und Wassermangel angepasst:

• Kleine, oft eingerollte oder fehlende Blätter
• Mehrschichtige Epidermis mit dicker Kutikula und dichten, toten Haaren
• Stark verzweigtes Wurzelwerk zur Erschließung geringer Wasservorräte im Boden
• Wasserspeicherung in Blättern oder Sprossen (Sukkulenz)
• In die Epidermis eingesenkte Spaltöffnungen zur Verringerung des Wasserverlustes

Beispiel: Kakteen, Lorbeerbaum, Myrte, Heidekraut und Oleander sind typische Xerophyten.

Definition: Mesophyten sind Pflanzen, die an mäßig feuchten Orten vorkommen und eine Mittelstellung zwischen Hygrophyten und Xerophyten einnehmen. Laubbäume wie Hainbuche oder Stieleiche sind Beispiele dafür.