Spaltöffnungen - Aufbau und Funktion
Spaltöffnungen (Stomata) sind kleine Poren in der Epidermis der Pflanzenblätter, die von zwei Schließzellen umgeben sind. Diese Schließzellen enthalten als einzige Epidermiszellen Chloroplasten und können durch Veränderung ihres Turgors (Zellinnendruck) die Öffnung regulieren.
Der Mechanismus des Öffnens und Schließens der Spaltöffnungen basiert auf Druckveränderungen. Bei ausreichender Wasserversorgung erhöht sich der Turgor in den Schließzellen, wodurch sich ihre elastischen Rückwände dehnen und der Spalt öffnet. Bei Wassermangel verringert sich der Turgor, und die Spaltöffnung schließt sich.
Durch die Spaltöffnungen findet die sogenannte stomatäre Transpiration statt - die Verdunstung von Wasser. Diese Verdunstung erzeugt einen Transpirationssog, der Wasser von den Wurzeln bis zu den Blättern zieht. Parallel zur Wasserabgabe nehmen Pflanzen über die Spaltöffnungen CO₂ für die Fotosynthese auf.
💡 Das Pflanzendilemma: Pflanzen müssen ständig zwischen zwei Risiken abwägen: Geschlossene Spaltöffnungen verhindern Wasserverlust, blockieren aber auch die CO₂-Aufnahme (Verhungern). Geöffnete Spaltöffnungen ermöglichen Fotosynthese, können aber zu Wasserverlust führen (Verdursten).
Die Intensität der Transpiration wird von Umweltfaktoren beeinflusst. Je trockener die Luft, je stärker das Licht und je wärmer die Temperatur, desto mehr Wasser verdunstet. Pflanzen haben daher verschiedene Anpassungsstrategien entwickelt, um mit unterschiedlichen Standortbedingungen umzugehen.
Xerophyten (Trockenheitsspezialisten) haben kleine, immergrüne Blätter, eine dicke Kutikula (Wachsschicht) und Epidermiseinstülpungen mit Härchen, die einen Stillluftraum bilden. Dies ermöglicht Gasaustausch bei reduzierter Transpiration. Hygrophyten hingegen sind an feuchte Standorte angepasst und besitzen eine dünne Kutikula, große Blätter und viele, oft hervorgehobene Spaltöffnungen für maximale Transpiration.