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Das Blatt

Blatt der PflanzeFast alle Pflanzen nehmen Wasser und darin gelöste Mineralsalze mit den Wurzeln aus dem Boden auf. Über Leitungsbahnen erfolgt der Transport in alle Pflanzengewebe, vor allem in die Blätter. Die Laubblätter einer Pflanze stellen den Hauptort der Photosynthese dar. Außerdem können sie den Wassertransport regulieren, indem sie die Wasserverdunstung beeinflussen.

Aufbau des Blattes

Viele Laubblätter erscheinen auf der Oberseite dunkelgrün, auf der Unterseite hellgrün. Der Farbunterschied ist durch den inneren Bau bedingt. Unter dem Mikroskop zeigt ein Blattquerschnitt in der Regel vier Schichten. Als oberste und unterste Schicht hat ein Blatt ein Abschlussgewebe. Eine solche Haut nennt man Epidermis. Die Zellen in der Epidermis sind meist in einer Lage angeordnet und enthalten keine Chloroplasten. Sie sind also farblos und photosynthetisch nicht aktiv.

Die Epidermis ist mit einer wachsartigen Schicht, der Cuticula, überzogen. Diese wird von den darunterliegenden Epidermiszellen gebildet. Sie ist wasserundurchlässig und stellt einen guten Schutz vor der Ausstrocknung dar.
Das Blattinnengewebe besteht meist aus zwei Zellschichten: Im Palisadenparenchym (Palisadengewebe) sind chloroplastenreiche Zellen fast lückenlos nebeneinander angeordnet. Dieses Gewebe führt im wesentlichen die Photosynthese durch und liegt deshalb näher an der Blattoberseite. Das darunter liegende lockere Schwammmesophyll (Schwammgewebe) ist dagegen am Gasaustausch beteiligt. Es enthält viele weiträumige Zellzwischenräume, die mit Luft gefüllten Interzellularen. Diese Hohlräume des Schwammmesophyll stehen über schlitzförmige Poren, die Stomata (Spaltöffnungen), mit der Außenluft in Verbindung.

Verdunstung

Über die Blattadern (= Leitbündel aus Xylem und Phloem) wird Wasser in das Blattinnengewebe transportiert. Von hier tritt Wasserdampf in die Hohlräume des Schwammgewebes über und wird nach außen abgegeben. Man nennt diesen Vorgang Verdunstung oder Transpiration. Er hat für die Pflanze doppelte Bedeutung: Aus dem Boden wird laufend Wasser mit Mineralsalzen nachgesaugt, und die Kühlung bei der Verdunstung verhindert die Überhitzung stark sonnenbestrahlter Blattflächen. Die Transpiration erfolgt allerdings nur zum kleineren Teil durch die Blattepidermis, weil die Cuticula einen Wasserdurchtritt behindert und so einen wirksamen Verdunstungsschutz darstellt. Nur Pflanzenarten, an deren natürlichen Standorten immer ausreichend Wasser zur Verfügung steht, haben eine sehr dünne Cuticula und damit eine hohe cuticuläre Transpiration.
Bei den meisten Pflanzen wird das Transpirationswasser vorwiegend durch die Spaltöffnungen abgegeben. Deren Zahl ist meist sehr hoch: So liegen im Durchschnitt auf 1 cm2 eines Blattes etwa 20`000 bis 40`000 Stomata. Dadurch wird eine hohe Verdunstungsleistung gesichert.

Stomata

Je größer das Blatt, desto höher ist seine Photosyntheseleistung. Aber auch die Wasserverdunstung steigt mit der Blattfläche und führt zu einer Gefährdung der Pflanze durch übergroße Wasserverluste. Einen Ausweg haben die Pflanzen in der Regulierung der Transpiration gefunden.

Die Pflanze kann die Wasserabgabe durch die Spaltöffnungen steuern, indem sie die Porenweite verändert. Jede Spaltöffnung wird durch zwei bohnenförmige Schließzellen begrenzt. Die dazwischenliegende Pore führt in einen besonders großen Interzellularraum des Schwammgewebes, den man als Atemhöhle bezeichnet. Im Gegensatz zu den übrigen Epidermiszellen enthalten die Schließzellen einige Chloroplasten. Die Spaltöffnungen liegen meist auf der Unterseite der Blätter. Die Spaltöffnungen können sich öffnen und schließen. Die Bewegung beruht auf einer Steigerung des Zellsaftinnendrucks (Turgor) in den Schließzellen. Deren Wände sind ungleichmäßig verdickt. Bei Turgorerhöhung werden die unverdickten Wände gedehnt, die Schließzellen krümmen sich und die Pore wird geöffnet. Bei Temperaturen über 30 0C bis 35 0C, z.B. im Hochsommer während der Mittagszeit, schließen sich meist die Poren. Dadurch wird der Wasserverlust durch Verdunstung vermieden. Andererseits kann jedoch kein Kohlenstoffdioxid mehr in das Blattinnengewebe aufgenommen werden.

Steuerung der Spaltöffnungsbewegung (zusätzliche Information)

Messungen haben ergeben, daß während des Öffnens der Poren die Konzentration von Kalium-Ionen in den Schließzellen deutlich zunimmt Diese Ionen werden unter ATP-Verbrauch aus den Nachbarzellen herantransportiert. Die lonenzunahme erhöht die osmotische Saugkraft der Schließzellen, so dass Wasser aus dem Nachbargewebe einströmt. Zum Ladungsausgleich werden auch negative Ionen, vor allem Chlorid-Ionen, in die Schließzellen transportiert. Außerdem werden hier organische Anionen wie die Malat-lonen (Anionen der Äpfelsäure) synthetisiert.
Die Steuerung der Schließbewegung erfolgt über die Kohlenstoffdioxidkonzentration im Blattinnengewebe: Bei Licht wird Kohlenstoffdioxid verbraucht, dessen Konzentration nimmt ab, und der pH-Wert in den Zellen des Blattinnengewebes ändert sich. Dadurch werden lonenpumpen in Gang gesetzt. Sie transportieren Kalium-Ionen in die Schließzellen, und der Turgor erhöht sich daraufhin. Bei Dunkelheit dagegen reichert sich Atmungs-Kohlenstoffdioxid im Blattinnengewebe an. Dies führt zu gegenläufigen Prozessen, und die Poren schließen sich.

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