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Pflanzen trockener und feuchter Standorte

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Pflanzen trockener und feuchter Standorte
lernst du in der Sekundarstufe 3. Klasse - 4. Klasse

Beschreibung Pflanzen trockener und feuchter Standorte

Inhalt

Hydrophyten, Hygrophyten und Xerophyten – Biologie

Auf der Erde gibt es verschiedene Lebensräume, in denen unterschiedliche klimatische Bedingungen herrschen. Wir Menschen können uns leicht anpassen, indem wir beispielsweise unsere Kleidung oder unseren Aufenthaltsort wechseln. Pflanzen können dies jedoch nicht. Doch auch sie haben sich im Laufe der Evolution so entwickelt, dass sie verschiedenste Lebensräume der Erde besiedeln können. Bei der Anpassung an feuchte und trockene Standorte kann man die sogenannten Hydrophyten, Hygrophyten und Xerophyten unterscheiden. Die speziellen Anpassungen dieser Vertreter lassen sich oft anhand der Laubblätter beschreiben. In der Abbildung siehst du den klassischen Aufbau eine Laubblatts, wie du ihn wahrscheinlich in der Schule schon gelernt hast.

allgemeiner Aufbau eines Laubblattes

Definition von Hydrophyten

Hydrophyten sind Wasserpflanzen. Sie kommen überwiegend in stehenden Gewässern vor, also einem Lebensraum, der durch ein hohes Wasserangebot geprägt ist.

Beispiele für Hydrophyten: Teichrose, Seerose, Wasserpest

Besondere Anpassungen von Hydrophyten: Damit die Hydrophyten an der Wasseroberfläche leben können, sind spezielle Schwimmblätter ausgebildet. Diese haben meist eine große Oberfläche, wodurch eine optimale Wasser- und Nährsalzaufnahme ermöglicht wird. Die Wurzeln sind meist nur schwach ausgebildet oder dienen lediglich der Verankerung.

Aufbau des Blatts von Hydrophyten

Besonderheiten im Querschnitt der Laubblätter von Hydrophyten sind eine dünne oder sogar fehlende Kutikula sowie eine fehlende Unterteilung in Palisaden- und Schwammgewebe. Spaltöffnungen befinden sich nur auf der oberen Seite der Epidermis. Außerdem gibt es ausgeprägte Interzellulare und Luftkanäle, damit die Blätter an der Wasseroberfläche schwimmen können. Um eine Nährsalzaufnahme durch Diffusion zu ermöglichen, sind die Epidermiszellen auf der Blattunterseite nur dünnwandig ausgeprägt.

Definition von Hygrophyten

Hygrophyten sind Feuchtpflanzen, die Standorte mit einer hohen Luftfeuchtigkeit und feuchten Böden besiedeln.

Beispiele für Hygrophyten: Farne, Springkraut, Buschwindröschen

Besondere Anpassungen von Hygrophyten: Aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit ist die Transpirationsrate der Hygrophyten sehr gering. Transpiration ist die Abgabe von Wasser über die Blätter. Durch die geringe Transpirationsrate wird jedoch auch wenig Wasser über die Wurzeln aufgenommen, da der Transpirationssog weniger stark ist. Das hat zur Folge, dass auch weniger im Wasser gelöste Nährsalze aufgenommen werden können. Um einen Nährsalzmangel zu verhindern, haben die Hygrophyten einen besonderen Wurzeldruck, durch den kleine Wassertröpfchen (Guttationstropfen) aus der Blattoberfläche gedrückt werden. Dadurch kann Wasser aus dem schwachen Wurzelsystem nachrücken. Die Blätter sind dünn, weich und haben eine große Oberfläche, um die Transpiration zu fördern.

Aufbau des Blatts von Hygrophyten

Besonderheiten des Blattquerschnitts von Hygrophyten sind die dünne Kutikula, eine dünnwandige Epidermis und ein einschichtiges Palisaden- und Schwammgewebe (dadurch eine geringe Dicke). Außerdem haben sie zahlreiche, über die Oberfläche emporgehobene Spaltöffnungen sowie viele lebende Haare zur Oberflächenvergrößerung und große Interzellulare.

Definition von Xerophyten

Xerophyten sind Trockenpflanzen, die an Standorte mit Wasserknappheit angepasst sind.

Beispiele für Xerophyten: Agave, Kakteen

Besondere Anpassungen von Xerophyten: Sie haben kleine Blattflächen, teilweise sind die Blätter sogar vollständig reduziert oder in Dornen umgewandelt. Denn je geringer die Oberfläche, umso geringer die Verdunstung und desto mehr Wasser kann gespart werden. Das Wurzelwerk ist stark ausgeprägt, um möglichst viel Wasser aufnehmen zu können. Außerdem können die Xerophyten durch eine Verdickung des Gewebes Wasser im Blatt oder im Stamm speichern. Das nennt man Sukkulenz.

Aufbau des Blatts von Xerophyten

Die Besonderheiten im Blattquerschnitt von Xerophyten sind eine mehrschichtige Kutikula, eine verdickte Epidermis und mehrschichtiges Palisaden- und Schwammgewebe. Xerophyten haben zahlreiche Spaltöffnungen, die in der Oberfläche eingesenkt oder mit Haaren in einer Atemhöhle eingeschlossen sind. Außerdem gibt es tote Haare auf der Epidermis. Sowohl das Einsenken der Spaltöffnungen als auch die Härchen schränken die Luftbewegung und somit die Verdunstung ein.

Vergleich von Hydrophyten, Hygrophyten und Xerophyten

Hydrophyten Hygrophyten Xerophyten
Lebensraum
  • im Wasser
  • am Wasser
  • feuchte Standorte
  • sehr trockene Standorte
  • Standortmerkmale
  • Überangebot an Wasser
  • selten Wasserknappheit
  • Hohe Luftfeuchtigkeit erschwert Transpiration.
  • ständige Wasserknappheit
  • Besonderheiten
  • Wasser- und Nährsalzaufnahme über die gesamte Blattoberfläche
  • Schwimmen an der Wasseroberfläche wird durch spezifischen Blattaufbau ermöglicht.
  • Erhöhung der Transpirationsrate durch spezifischen Blattaufbau
  • Ausgleich des Wasserverlusts durch spezifischen Blattaufbau
  • teilweise Sukkulenz (Wasserspeichergewebe)
  • In diesem Video lernst du, wie sich Pflanzen an einen unterschiedlichen Wasserhaushalt in ihrer Umgebung anpassen. Du wirst die Begriffe Hydrophyten, Hygrophyten und Xerophyten kennenlernen. Im Anschluss kannst du Übungen lösen, um dein neues Wissen zu testen.

    Transkript Pflanzen trockener und feuchter Standorte

    Hallo, ich bin Nicole und heute wagen wir uns in die große Welt der Pflanzen. Unsere Erde bietet viele verschiedene Lebensräume. Jeder einzelne dieser Standorte unterscheidet sich durch bestimmte Merkmale wie Nahrungs- oder Wasserverfügbarkeit, Lichtverhältnisse oder Temperatur. Wir Menschen können uns durch unsere Kleidung den unterschiedlichen Temperaturen anpassen, aber was machen beispielsweise Pflanzen? Sie können nicht in einen Badeanzug schlüpfen und in den kühlen See springen, wenn es warm ist, oder sich bei Durst eine Limonade kaufen. Doch Pflanzen sollte man nicht unterschätzen. Sie zeigen vielfältigere Anpassung als wir und genau diese Möglichkeiten lernen wir heute kennen. Drei Vertreter bestimmter Standorte stehen uns dafür Rede und Antwort. Um dieses Video zu verstehen, solltest du folgende Vorkenntnisse haben: Der Bau und die Funktion der Pflanze sowie der Aufbau des Laubblattes und die Funktionen der einzelnen Strukturen sollten dir bekannt sein. Und du solltest den Wasserhaushalt der Pflanze beschreiben können. Pflanzen stellen für unser Leben eine wesentliche Grundlage dar. Ohne Pflanzen könnten wir nicht atmen. Zur Orientierung wird folgend der Querschnitt eines Laubblattes noch einmal dargestellt. Das Blatt setzt sich zusammen aus einer Kutikula, einer Epidermis, dem Palisadengewebe, dem Schwammgewebe, Interzellularräumen und Spaltöffnungen. Bei den Vertretern der verschiedenen Standorte ist dieser Aufbau in besonderer Weise an die Bedingungen angepasst. Wir werden aus drei verschiedenen Lebensräumen Vertreter kennenlernen. Stellt euch vor, es gäbe ein Social Network für Pflanzen. Wie würde ein Profil für Pflanzen erstellt sein? Wir nennen diese Plattform mal Plantbook und erstellen ein Profil für jeden dieser drei Standorte mit euch gemeinsam. Wir beginnen mit den Hydrophyten. Der Name vom Hydrophyt klingt komplizierter als er ist. Sie werde auch Wasserpflanzen genannt. Hydrophyten kommen vor allem in stehenden Gewässern vor. Ihr Lebensraum ist somit durch eine übermäßige Verfügbarkeit von Wasser gekennzeichnet. Beispiele für Hydrophyten sind die Teichrose, die Seerose oder die Wasserpest. Für die Lebensweise an der Oberfläche der Gewässer sind spezielle Schwimmblätter ausgebildet. Durch diese ist durch eine meist stark vergrößerte Blattoberfläche die optimale Wasser- und Nährsalzaufnahme ermöglicht. Ein Wurzelsystem ist entweder nur sehr schwach ausgebildet oder dient lediglich der Verankerung im Boden, da die Wasseraufnahme über die Oberfläche erfolgen kann. Doch wie sind die Blätter genau gebaut? Wir waren einen genaueren Blick in die Privatsphäre eines Hydrophyten. Wesentliche Anpassung an das Leben im kühlen Nass sind eine dünne oder fehlende Kutikula, eine fehlende Unterteilung in Palisaden- und Schwammgewebe, dass die Spaltöffnungenbänder nur auf der oberen Epidermis zu finden sind und ausgeprägte Interzellularräume und Luftkanäle als Durchlüftungssystem, damit das Schwimmen ermöglicht werden kann. Zudem sind die Epidermiszellen nur dünnwandig auf der Unterseite des Blattes, damit die Nährsalzaufnahme durch Diffusion ermöglicht ist. Diese Anpassungen ermöglichen somit Pflanzen, welche sonst vorwiegend Landbewohner sind, ein Leben im kühlen Nass. Als Nächstes betrachten wir den Hygrophyten. Auch dieser Name scheint kompliziert und die Ähnlichkeit zum Hydrophyten verlockt die Verwechslung. Dabei leben Hydrophyten im Wasser und Hygrophyten am Wasser. "Hygro" bedeutet feucht oder nass und genauso ist der Lebensraum gekennzeichnet. Feuchtpflanzen, wie die Hygrophyten auch genannt werden, besiedeln vor allem Standorte mit einer hohen Luftfeuchtigkeit sowie feuchten Böden. Von daher findet man sie vor allem in Regenwäldern, aber auch im Schatten unserer Wälder. Beispiele für Hygrophyten sind viele Farne, aber auch das einheimische Springkraut sowie das Buschwindröschen. Wassermangel ist im Lebensraum der Feuchtpflanzen eine absolute Seltenheit. Sollte es jedoch dazu kommen, reagieren die Hygrophyten äußerst empfindlich. Auch sie sind in besonderer Weise an den immer feuchten Lebensraum angepasst. Die hohe Luftfeuchtigkeit bedingt, dass die Transpirationsrate besonders niedrig ist. Damit verbunden ist jedoch auch eine geringe Wasseraufnahme aus dem Boden, um die Transpiration auszugleichen und somit ein Nährsalzmangel. Dieser wird oftmals durch einen besonderen Wurzeldruck gehoben, in dem kleine Wassertröpfchen, Guttationstropfen genannt, aus der Blattoberfläche gedrückt werden. Somit kann Wasser aus dem schwach ausgebildeten Wurzelsystem nachrücken. Die Oberfläche der dünnen und weichen Blätter ist oftmals vergrößert, um die Transpiration zu fördern. Wir wagen einen näheren Blick in das Innere der Feuchtpflanzenblätter. Folgende Besonderheiten fallen auf: eine dünne Kutikula sowie eine dünnwandige Epidermis, die geringe Dicke durch einschichtiges Palisaden- und Schwammgewebe, zahlreiche über die Oberfläche emporgehobene Spaltöffnungen sowie zahlreiche lebende Haare zur Oberflächenvergrößerung und große Interzellulare. Beide vorab gezeigten Standorte sind durch ständige Wasserverfügbarkeit gekennzeichnet. Trotzdem können sie sehr unterschiedliche Anpassungen bei Pflanzen notwendig machen. Ganz anders lebt der Xerophyt. Das griechische Wort "xeros" steht dabei für trocken oder dürr. Und genau das kennzeichnet den Lebensraum. Beispiele für Trockenpflanzen sind Agaven oder Kakteen. Die enorme Trockenheit des Lebensraums bedingt natürlich einen ständigen Wasserbedarf der Pflanze. Jeder verfügbare Tropfen wird durch verschiedene Anpassungen genutzt. Xerophyten haben oftmals kleine Blattflächen hin zu völliger Reduktion oder Verdornung, denn geringe Oberfläche bedeutet auch geringe Verdunstung. Eine weitere Anpassung ist die Ausbildung von Sukkulenz, die Wasserspeicherung im Blatt oder Stamm durch Verdickung des Gewebes. Zur optimalen Nutzung jedes verfügbaren Tropfens verfügen die Trockenpflanzen über ein ausgeprägtes Wurzelwerk. Ein genauer Blick auf das Handwerk der Xerophyten zeigt folgende Anpassungen: eine mehrschichtige Kutikula sowie eine verdickte Epidermis, mehrschichtige Palisaden- und Schwammgewebe, zahlreiche Spaltöffnungen, welche jedoch an der Oberfläche eingesenkt oder mit Haaren an einer Atemhöhle eingeschlossen sind sowie tote Haare auf der Epidermis, welche die Luftbewegung und somit die Verdunstung einschränken. Xerophyten schaffen es somit durch verschiedenste Anpassungen in einem extremen Lebensraum wie beispielsweise Wüsten zu überleben. Diese und noch viele andere Standorte werden vielfältig von den verschiedensten Pflanzenarten besiedelt. Du weißt nun, dass Hydrophyten im Wasser, Hygrophyten am Wasser und in feuchten Regionen und Xerophyten meist ohne Wasser leben. Folgend fassen wir noch einmal gemeinsam die Besonderheiten dieser Pflanzengruppen zusammen: Hydrophyten leben mit einem Überangebot an Wasser. Sie nehmen Wasser und Nährsalze über die gesamte Blattoberfläche auf. Anpassung in der Struktur der Blätter ermöglichen die Lebensweise an der Wasseroberfläche. Der Lebensraum von Hygrophyten ist ebenfalls durch eine seltene Wasserknappheit gekennzeichnet. Dafür verhindert die hohe Luftfeuchtigkeit die Transpiration der Pflanze. Verschiedene Anpassungen sollen diese Transpirationsrate erhöhen. Im Gegensatz dazu leben Xerophyten mit beständiger Trockenheit. Anpassungen im Blatt ermöglichen, dass der Transpirations- und Wasserverlust ausgeglichen wird. Einige Trockenpflanzen verfügen über Wasserspeichergewebe im Stamm oder im Blatt und werden Sukkulente genannt. Wir danken dem Hydrophyten, den Hygrophyten und dem Xerophyten für diesen kurzen Einblick in ihr Leben unter extremen Bedingungen. Es gibt natürlich noch weitere spannende Anpassungen von Pflanzen an außergewöhnliche Lebensräume, wie beispielsweise den Halophyten, welcher auf extrem salzhaltigen Böden wächst. Für heute war es das aber erst einmal von uns. Bis zum nächsten Mal, Tschüss!

    2 Kommentare

    2 Kommentare
    1. Das ist sehr amüsant und lehrreich gestaltet. (z.B. .Die Privatsphäre des Hydrophyten :) )

      Von Michelle S., vor mehr als 4 Jahren
    2. Sehr gut erklärt!

      Von Elas, vor mehr als 6 Jahren

    Pflanzen trockener und feuchter Standorte Übung

    Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Pflanzen trockener und feuchter Standorte kannst du es wiederholen und üben.
    • Beschreibe den Aufbau eines Laubblatts.

      Tipps

      Die Kutikula ist eine für Wasser und Gase schwer durchlässige Wachsschicht.

      Lösung

      Die Zellschicht der Epidermis grenzt das Blatt nach außen ab. Sie ist chloroplastenfrei. Die äußeren Zellwände sind verdickt und schließen lückenlos aufeinander. Auf der Epidermis befindet sich die Kutikula. Unter der Epidermis liegt das Palisadengewebe. Dies heißt so, weil die Zellen unter dem Mikroskop wie Pfähle aussehen. Überprüfe das doch mal in unserem Bild. Darunter liegt das Schwammgebe, hier findet man viele Interzellularen (=Zwischenräume). In der unteren Epidermis befinden sich die Spaltöffnungen, auch Stomata genannt. Wenn sie geöffnet sind, können Gase wie Sauerstoff und Wasserdampf diffundieren.

    • Nenne die Anpassungen der Hydrophyten und Hygrophyten im Blattaufbau.

      Tipps

      Hydrophyten befinden sich im Wasser.

      Hygrophyten wachsen am Wasser.

      Lösung

      Die Pflanzen haben sich an ihren Standort und die dortige Wasserverfügbarkeit angepasst. In diesem Video hast du u.a. die Hydrophyten und Hygrophyten kennengelernt. Beide Pflanzenarten leiden nicht unter Trockenheit, im Gegenteil.

      Die Anpassung der Hydrophyten lässt sich an ihrem Blattaufbau gut erkennen. Sie besitzen nur eine sehr dünne Kutikula, meistens fehlt sie sogar ganz. Weiteres wichtiges Merkmal ist, dass es keine klare Unterteilung in Palisaden- und Schwammgewebe gibt. Die Spaltöffnungen befinden sich nicht wie bei anderen Laubblättern an der Blattunterseite, sondern in der oberen Epidermis. Zudem besitzen sie Luftkanäle, damit sie auf dem Wasser schwimmen können.

      Die Feuchtpflanzen (=Hygrophyten) wachsen am Wasser, ihr Standort weist eine hohe Luftfeuchtigkeit auf. Sie haben eine dünne Kutikula und Epidermis. Das Palisadengewebe und das Schwammgewebe sind unterteilt, allerdings nur einschichtig. Spaltöffnungen sind emporgehoben, so kann Wasser leichter abgegeben werden. Die Blätter sind behaart, dies vergrößert die Oberfläche und fördert die Transpiration.

    • Erläutere die Funktion der einzelnen Gewebe im Laubblatt.

      Tipps

      Die Spaltöffnungen befinden sich meistens auf der Blattunterseite.

      Lösung

      Die obere Epidermis besitzt dickwandige Zellen und eine Wachsschicht, die Kutikula. Daher sorgt dieses Gewebe für Stabilität und Verdunstungsschutz.

      Das Palisadengewebe besitzt zahlreiche Chloroplasten, daher ist hier der Hauptort der Fotosynthese.

      Das Schwammgewebe besitzt viele Hohlräume, hier findet vor allem Gasaustausch und auch Fotosynthese statt.

      Die untere Epidermis besitzt in den meisten Fällen Spaltöffnungen. Sie ist wie die obere Epidermis ebenfalls aus dickwandigen Zellen aufgebaut. Ihre Funktionen sind daher Stabilität, Gasaustausch und Verdunstung.

      Du merkst also, wenn du den Aufbau des Laubblatts bzw. der Gewebe kennst, kannst du die Funktionen ableiten.

    • Erkläre die Aufgabe und Arbeitsweise der Spaltöffnungen.

      Tipps

      Spaltöffnungen werden auch als Stomata bezeichnet.

      Tugor ist der Innendruck der Zellen.

      Lösung

      Die Blätter der Pflanzen besitzen je nach Standort einen anderen Aufbau. So sind auch die Spaltöffnungen anders angeordnet oder fehlen ganz, wie bei den Hydrophyten.

      Die Funktion der Spaltöffnungen, die auch als Stomata bezeichnet werden, ist vor allem der Gasaustausch. Sie nehmen Kohlenstoffdioxid auf und regulieren die Abgabe von Sauerstoff und Wasserdampf. Durch die Transpiration (=Verdunstung) entsteht ein Transpirationssog, wodurch Wasser aus den Wurzeln in die Blätter transportiert wird.

      Die Schließzellen umgeben die Spaltöffnung. Bei hohen Temperaturen ist die Wasserverdunstung erhöht, folglich nimmt die Zellspannung (=Tugor) der Schließzellen ab. Somit vermindert sich die Öffnungsweite der Spaltöffnung.

    • Bestimme passende Pflanzenvertreter.

      Tipps

      Hydrophyten wachsen im Wasser.

      Hygrophyten werden auch als Feuchtpflanzen bezeichnet.

      Xeros ist Griechisch und bedeutet „trocken".

      Lösung
      • Hydrophyten wachsen im Wasser, zu ihnen gehören zum Beispiel die Seerosen oder Teichrose.
      • Hygrophyten wachsen am Wasser, zu ihnen zählen Farne, Springkraut und Buschwindröschen. Auch viele Pflanzen in den Regenwäldern sind Hygrophyten.
      • Einen Xerophyt hast vielleicht auf der Fensterbank stehen, denn Kakteen gehören hierzu, aber auch Agaven sind Xerophyten.
    • Bestimme die Reaktionsgleichung der Fotosynthese.

      Tipps

      Die Summenformeln lauten:
      Kohlenstoffdioxid $CO_2$
      Wasser $H_2O$
      Glucose $C_6H_{12}O_6$
      Sauerstoff $O_2$

      Lösung

      Der Ausgangsstoff der Fotosynthese ist Kohlenstoffdioxid. Das benötigte Wasser nehmen die Pflanzen über die Wurzeln auf. Die Sonne stellt die notwendige Energie bereit. So entsteht aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff. Der entstandene Sauerstoff wird abgegeben.

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