Bltter und Feuchtigkeit

Blattquerschnitt, einheimischer Laubbaum

Die Summe aller Stomata-ffnungen betrgt nur 0,5 bis 2% der Blattflche. Aufgrund des sog. Randeffekts verdunstet ein Blatt jedoch mittels Transpiration bis zu 60% der Wasserdampfmenge, die von einer gleich groen unbedeckten Wasseroberflche abgegeben wird.

Wasserverlust und CO2-Aufnahme: ein Dilemma der Landpflanzen

Wasserdampfabgabe und CO2-Austausch vollziehen sich gemeinsamdurch die Spaltffnungen und nderungen des stomatren Widerstandsmssen daher unvermeidlich beide Prozesse gleichermaen betreffen:

Werden die Stomata weit geffnet, um die CO2-Aufnahme fr die Photosynthese mglichst wenig zu behindern, nimmt zwangslufig auch die Transpiration und damit die Gefahr des Austrocknens der Pflanze zu.

Schliet die Pflanze jedoch die Stomata, um dieser Gefahr zu begegnen, werden auch die CO2-Aufnahme und damit die Photosynthese blockiert.

Landpflanzen haben also zwischen Verdursten" und Verhungern" zuwhlen. Dieses Dilemma verschrft sich, wenn Wasser am Standort derPflanze knapp ist.Lttge/Kluge/Thiel, Botanik, Die umfassende Biologie der Pflanzen, Weinheim 2010, S. 755

Spezielle AnpassungMerkmal

Wie knnte sich der Blattquerschnitt modifizieren um besonders gut an einen trockenen Standort angepasst zu sein?

Blatt vom Oleander (Nerium oleander), quer. Xeromorphes Blatt mit eingesenkten Spaltffnungen

Eingesenkte Spaltffnung mit Haarzellen beim Oleander (Nerium), Durchlichtmikroskop,100fach

Xeromorphe Bltter (Querschnitte). Nerium oleander (Oleanderstrauch): Hartlaubblatt mit eingesenkten Stomata. Festuca ovina (Schafschwingelgras):Rollblatt Die nur auf der Blattoberseite liegenden Stomata befinden sich in einem Raum mit geringer Luftkonvektion und damit grerer Wasserdampfsttigung.

O leander

Salbei

Salbei

Bei Stachys lanata (Filziger Ziest) wurden 120 Haare / Quadratmillimeter gezhlt. Eine mikroskopische Analyse zeigt, dass Haarzellen oft stark verzweigt und abgestorben sind. Daraus ergeben sich fr die Pflanze gleich zwei Vorteile:

Das Lumen toter Zellen ist mit Luft gefllt. Es verleiht den Zellen wegen totaler Refexion des einfallenden Lichts ein weilich-silbriges Aussehen. Der dichte Haarfilz schtzt vor bermiger Sonneneinstrahlung und reduziert die Erwrmung.

2. ber der Blattoberflche wird ein zirkulationsberuhigter Raum geschaffen. Mit anderen Worten: Wasserverluste an der Blattoberflche werden auf ein Minimum reduziert, d.h. tote Haare sind ein wirksamer Transpirationsschutz. Der Effekt ist der gleiche, der mit dicken Wachsschichten erreicht wird. verndert nach biologie.uni-hamburg.de

Thym ian

Thym ian

E uphorbis handiensis

E uphorbis handiensis

E uphorbis aphylla

Fotos: biologie.uni-regensburg.de

Scharfer

M auerpfeffer

(Sedum acre)

F am ilie:

D ickblattgew chs

e (Crassulaceae)

P racht-

F etthenne

(Sedum

spectabile)

syn. H ohe

F etthenne

Die Pflanzen der (Halb-) Wstehaben zwei groe Feinde: 1) Die Trockenheit und

2) hungrige/durstige Tiere

1) Sukkulenz bedeutet den Besitz von fleischig saftigem Gewebe in bestimmten Pflanzenorganen. Das bedeutet die Fhigkeit zur Wasserspeicherung whrend der kurzen Regenperioden.

Stammsukkulenz finden wir z.B. bei Kakteen, Wolfsmilchgewchsen (=Euphorbien), usw.Der lngsgerippte Spross kann durch das enthaltene Speichergewebe je nach Wasserfllung auseinanderweichen oder zusammenfallen.

2) Dornen und Stacheln schtzen vor Fressfeinden.

Folgende Abbildung zeigt die gleichartige Ausgestaltung nicht verwandter Arten (unterschiedliche Familien !).Nicht jede grne Sule mit Rippen und Dornen ist ein Kaktus.

Durch die Anpassung an hnliche Umwelt haben sie eine sehr hnliche Gestalt. A Kaktus (Cactaceae)

B Wolfsmilchgewchs (Euphorbiaceae)C Schwalbenwurzgew. (Asclepiadaceae)

D Korbbltler (Asteraceae)E Weinrebengew.

Sproepidermis der xeromorphen Kaktee Rhipsalis dissimilis. Links: Epidermis in Aufsicht. Erkennbar sind kraterfrmige Einsenkungen, in deren Tiefe jeweils eine Spaltffnung liegt. Rechts: Querschnitt durch Epidermis und darunterliegende Gewebeportionen. Erkennbar sind die sehr tief versenkten Schliezellen sowie die extrem verdickte Kutikula. Die beiden Aufnahmen zeigen die klassische Adaptation eines Xerophyten.

Blattsukkulentez.B. Agave, Aloefleischige Bltter als Wasserspeicher

A gave

A loe

W elw itschia m irabilis, Namibia. Weiblich, etwa mannshoch, geschtztes Alter: 1500 Jahre

WurzelsukkulenteWurzeln zur Wasserspeicherung

Welwitschia mirabilis

Fr die Landpflanzen kann nicht nur trockene, sondern auch sehr feuchte Luft ein Problem bedeuten. Transpiration kann zwar den Wasserhaushalt gefhrden, und die Pflanzen mssen sich entsprechend schtzen; auf der anderen Seite ist sie aber zur Aufrechterhaltung des Wasser- und Nhrsalztransportes in den Gefen erforderlich. Nahe der Wasserdampfsttigung der Luft ist jedoch das Wasserpotentialgeflle zwischen Blatt und Auenluft und damit die treibende Kraft der Transpiration gering.Pflanzen, die dauernd von feuchter Luft umgeben sind, z.B. die Bewohner des Unterbewuchses tropischer Regenwlder, werden als Hygrophyten (Feuchtpflanzen) bezeichnet. Die Anatomie ihrer Bltter ist dergestalt angepasst, dass bei hoher Luftfeuchte die Transpiration erleichtert ist.Lttge/Kluge/Thiel, Botanik, Die umfassende Biologie der Pflanzen, Weinheim 2010, S. 760f.

Spezielle AnpassungMerkmal

Wie knnte sich der Blattquerschnitt modifizieren um besonders gut an einen feuchten Standort angepasst zu sein?

Querschnitt durch das Blatt von Ruelliaportellae. Die Pflanze wchst in tropischen Regenwldern und zeigt den fr Hygrophyten -typischen Blattbau mit emporgehobenen -Spaltffnungen der unterseitigen Epidermis. (Nach Fitting.)

1. Blattunterseite des Baumfarnes Cibotium schiedei. Extrem hohe Zahl von Spaltffnungen pro Flcheneinheit einer in tropischen Nebelwldern lebenden Art. 2. Spaltffnung der Blattunterseite vom Buchsbaum (Buxus sempervirens). Der Buchsbaum hat keine spezielle kologische Prferenz. Buxusist aber mikromorphologisch das beste Beispiel fr erhabene Stomata.

Ceratophyllum dem ersum

(H ornblatt)H ydrilla verticillata

(W asserquirl)

Der Gefteil ist zurckbebildet. Da sich die Pflanze bereits im Wasser befindet, braucht sie kaum Gefe. Die Spaltffnungen liegen auf der Oberseite, da sie nur mit der Oberseite im stndigen Kontakt zur Luft sind. Es ist kaum Festigungsgewebe vorhanden, Stabilitt durch Wasser. Bei Hydrophyten ist das Palisadengewebe mehrschichtig.

Hydrophyten (= Wasserpflanzen)Querschnitt durch ein Seerosen Schwimmblatt