Faktor Wasser bei Pflanzen
•
Transportmittel, Lösungsmittel, Quellungsmittel
• verantwortlich für osmotischen Druck › Festigkeit,
Stabilität der Pflanze
• Ausgangsstoff für biochemische Reaktion und Reaktionsprodukt
• Blut transportiert Wärme
• versetzt Plasma in einen Hydratzustand
• Wasser ist notwendig damit Zellen am Leben bleiben ›
kann gelartig (stark verminderter Stoffwechsel) und solartig (Stoffwechsel
normal) sein
Landlebende Pflanzen: decken des Wasserbedarfs
• durch Nutzung des Niederschlags
• aus dem Verhältnis zwischen Niederschlag und Verdunstung ergeben
sich bestimmte Lebensräume (humide, aride Gebiete der Erde)
• Evaporation = Verdunstung
• Transpiration = physiologisch geregelte Verdunstung von Wasserdampf
( z.B. Schließzellen)
Hinsichtlich des Vermögens den Wasserhaushalt zu regulieren:
wechselfeuchte Pflanzen (poikilohydre) |
eingenfeuchte Pflanzen (homoihydre) |
• nimmt in kurzer Zeit viel Wasser auf
• z.B. Torfmoos, Algen, Moose, Farne
• Organismen wie tote Quellkörper
• Abhängigkeit von Umgebungsfeuchte
• Keine Regulation der Wasserabgabe und Wasseraufnahme
• Zellen haben kleine Zentralvakuole (bei starkem Wasserverlust
schrumpfen) aber geringe Stoffwechselintensität
• Bei Wassermangel treten sie in inaktiven Zustand über
• Sind trockenresistent
• Erhöhung der Wasserverfügbarkeit, quellen sich auf
› höherer Stoffwechsel
• Standortvorteile, wo feuchte Perioden und Trockenheit wechseln
• trocken: inaktiver Stoffwechsel
• feucht: aktiver Stoffwechsel |
• prägen Vegetation des Festlands
• sind Gefäßpflanzen (Gliederung in Blatt, Stengel
und Wurzel)
• besondere Regulation der Wasserabgabe
• unabhängig von Umgebungsfeuchte
• Zellen habengroße Zentralvakuole (beträchtliches
Wasserreservoir)
• Cutikula (wachshaltiger Außenüberzug) Verdunstungsschutz |
Anpassung an verschiedene Standorte:
Standort |
Pflanzetyp |
Spaltöffnung |
Sprossachse |
Leitbündel |
Wurzelsystem |
| Gewässer |
• Wasserpflanzen (Hydrophyten)
• Luftspeichergewebe
• Differenzierung von Palisaden
• und Schwammgewebe fehlt häufig
• gleiche Zellen mit gleicher Funktion
• z. B. Schwimmblattpflanzen, Wasserpest
• keine Spaltöffnung
• bei Schwimmblattpflanzen auf Oberseite und dicke Cutikula›für
Gasaustausch
• Unterwasserblätter: feinzipfelig; Zellen zartwandig;
Cutikula fehlend; Spaltöffnung oft fehlend |
• keine bzw. wenig Spaltöffnung an Oberseite
• Wasserdampf wird nicht abgegeben |
• zart, Reduktion der Leitgefäße, Leitkanäle |
• wenig |
• schwach oder fehlend |
| immerfeucht (Tropen; Feuchtgebiete) |
• Feuchtpflanzen (Hygrophyten)
• Spaltöffnung aus Blattfläche herausragend
• Epidermiszellen ragen haarartig aus Cutikula heraus •
Wasserdampfabgabe ein Problem
• große Oberfläche
• dünne Blätter
• Verdunstungsschutz durch Cutikula
• herausgewölbte Spaltöffnung durch Luftströmung
wird Wasser leichter wegtransportiert
• Palisaden- und Schwammgewebe einschichtig |
• große, oft dünne Laubblätter
• Spaltöffnung oft herausgehoben
• große Interzellularen (transpirationsfördernde Maßnahmen)
• Transpiration soll begünstigt werden -Yviele Spaltöffnungen
|
• zarte, oft hohe Stengel
• weite zarte Gefäße |
• wenig |
• schwach ausgebildet, niedriges osmotisches Potenzial |
| wechselfeucht der winterkalt |
• wandlungsfähige Pflanzen (Mesophyten)
• obere Epidermis
• Palisaden
• und Schwammgewebe
• untere Epidermis mit Spaltöffnungen
• meist weiche Blätter
• Blattabwurf in Trockenzeit (Winter)
• Spaltöffnungen an der Blattunterseite
• krautige Pflanzen überdauern unterirdisch |
• mittlere Anzahl (mäßig viele Spaltöffnungen)
• oft nur an Unterseite der Blätter |
• derb, mit verdickter Rinde
• starke Leitbündel |
• mäßig viele |
• stark ausgebildet, oft auch Speicherorgan |
| trocken (Wüsten, Steppe, Trockenrasen) |
• Trockenpflanzen (Xerophyten ohne Sukkulente)
• mehrschichtige Cutikula für bessere Verdunstung
• geringe Oberfläche
• dicke kleine Blätter
• Spaltöffnungen ragen nicht nach außen damit Wasser
nicht so leicht wegtransportiert wird durch Luft
• mehrschichtiges Palisaden
• und Schwammgewebe
• Atemhöhle mit Haare und Spaltöffnungen ›
Ansammlung von Wasserdampf
• Transpiration eingeschränkt
• Blattabwurf oder kleine, überdauernde, harte Blätter;
schnell schließende, oft versenkte Spaltöffnung
• verdickte Epidermis und Cutikula (transpirationseingeschränkte
Maßnahmen) |
• relativ viele, damit nachts viel CO2 aufgenommen werden kann
• Anpassung an den Wassermangel |
• fest, mit gut ausgebildeten Leitbündeln
• starke Gefäße |
• sehr viele |
• sehr gut entwickelt
• hohes osmotisches Potenzial |
| trocken (Wüsten, Steppe, Trockenrasen) |
• Trockenpflanzen (Xerophyten mit Sukkulente)(z.B. Kakteen)
• ausreichend Wasserspeichergewebe (wenn in Blätter -
Blattsukkulente) › (in Sprossachse ›
Sprosssukkulente) › (in Wurzel - Wurzelsukkulente)
• Dornen als Verdunstungsschutz; Schutz vor Tieren; sind teilweise
verholzt
• oft Säulen oder kugelförmig › geringe
Oberfläche › geringe Verdunstung |
• Spaltöffnung eingesenkt
• relativ viele |
• fest, mit gut ausgebildeten Leitbündeln
• starke Gefäße |
• sehr viele |
• weit verzweigtes Wurzelsystem und Wurzelgewebe ›
günstig: bei Regen schnelle Wasseraufnahme
• hohe osmotische Aktivität › Saugkraft
sehr hoch (Wasser schnell aufnehmen) |
Faktor Wasser bei Tieren
- Zellen benötigen ausreichend Wasserhaushalt
- 2 Systeme:
Osmokonformer |
Osmoregulierer |
• viele marine Tiere (in Meer lebende Tiere) können
ihre Osmolarität nicht aktiv steuern (wirbellose Einzeller)
• sind isotonisch zum umgebenden Meerwasser (Schnecken, Polypen) |
• Köperflüssigkeit ist nicht isotonisch zum Wasser
der Umgebung
• Energieaufwand zur Aufrechterhaltung eines Ionengradienten
um Wasser aufnehmen zu können
Bsp.: Knochenfische haben sich aus Süßwasservertretern
entwickelt
› geringe Konzentration im Blut
› Fische trinken Salzwasser und scheiden Ionen über
Kiemen und Nieren aktiv aus
› marine Fische scheiden wenig Harn aus
Süßwasserfische:
› bilden Harn
› Wasser durch Osmose aufgenommen› aktiv
Ionen aufnehmen (z.B. Nahrung)
› im Verdauungskanal werden Ionen aktiv ins Blut transportiert
› Ausscheidung über Nieren |
Landbewohner: haben großes Problem
• Gefahr der Austrocknung
• Ausbildung von Verdunstungsschutz nötig z.B. Haare, Federn,
Fell (Hornhautbildung, Wachsüberzug der Chitinpanzers, Gehäusebildung,
Schleimhautbedeckung)
• für Fortpflanzung:
Reptilien: › Befruchtung erfolgt im Wasser ›
Nachwuchs geschützt vor Austrocknung
Vögel: › Nachwuchs durch Kalkschale geschützt
Lurche: › wie viele Bodenbewohner sind diese Hautatmer
• Trockenheit:
Kamel:
› dichtes Fell (Verdunstungsschutz; Reflektion z.T. des
Lichtes › Schutz vor Überhitzung)
› große Höcker (Fettgewebe zur biologischen
Oxidation)
› lange hohe Beine (Körper weit weg von heißen
Wüstensand)
› durch Luftbewegung Kühlung des Körpers
› kaum Ausscheidung; kaum Urinbildung
• Unterschidung in Feuchtlufttiere und Trockenlufttiere
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