Grüne Pflanzen und einige besonders spezialisierte Bakterien produzieren alle Nährstoffe, die für das Leben auf der Erde notwendig sind. Dazu müssen ihnen Wasser, Kohlendioxid, Mineralsalze und Sonnenlicht in hinreichenden Mengen zur Verfügung stehen. Zum Aufbau der Nährstoffe verfügen die Pflanzen über besondere Einrichtungen.
Die Photosynthese der grünen Pflanzen
Allen grünen Pflanzen sie variieren! in ihrer Größe von mikroskopisch kleinen, einzelligen Algen bis zu Bäumen von 100 m Höhe - sind wenigstens zwei Merkmale gemeinsam. Erstens werden ihre Zellen von einer festen Cellulose wand umschlossen, die zwar weniger als 0,001 mm dick sein kann, der Pflanze aber die nötige Festigkeit verleiht. Zum andern enthalten sie den Farbstoff Chlorophyll (Blattgrün), der unentbehrlich ist für die Photosynthese, die Gewinnung körpereigener Substanz aus anorganischem Material. Er ist zuständig für die Aufnahme von Sonnenenergie, die für diese chemischen Prozesse gebraucht wird.
Auch Pflanzen, die braun oder rot aussehen, wie einige Algen, enthalten Blattgrün, das hier nur durch die Anwesenheit anderer Pigmente verdeckt ist. Einige Pflanzen besitzen kein Chlorophyll und müssen darum entweder auf anderen Gewächsen schmarotzen (Beispiel: der Teufelszwirn auf Nesseln) oder eine Symbiose eingehen mit anderen Pflanzen, wie etwa Alge Und Pilz in einer Flechte. Die Blätter von Parasiten sind oft zu Schuppen reduziert.
Obwohl jeder Pflanzenteil Chlorophyll führen kann, sind doch die Blätter auf die Photosynthese spezialisiert und darum besonders reich an diesem Farbstoff. Bei der Photosynthese wird Strahlungsenergie zur Spaltung von Wasser in Sauerstoff Und Wasserstoff verwendet. Der Sauerstoff wird ausgeschieden, der Wasserstoff aber dazu benutzt, Kohlendioxid der Luft in Kohlenhydrate (Zucker) überzuführen, lind zwar über eine Reihe verwickelter chemischer Prozesse, bei denen Enzyme eine wichtiger Rolle spielen. Die so gewonnenen Zucker können mit Mineralsalzen über weitere Reaktion ketten in alle Stoffe umgewandelt werden, die man in Pflanzen findet.
Die in den Blättern synthetisierten Substanzen werden, in andere Teile der Pflanze geleitet durch ein Gewebe, das man Phloem nennt. Es besteht aus langgestreckten Zellen, Siebröhren genannt, die wie ein System von Adern durch die Pflanze ziehen. Die Zellen sind an ihren Enden durch perforierte Querwände, sogenannte Siebplatten, getrennt. Diese werden von feinen Strängen durchzogen, die man als die Träger der Assimilate ansieht.
Die Leitung von Wasser
Wasser bewegt sich in der grünen Pflanze in dem aus Xylemzellen bestehenden Gefäßsystem. Das zur Verdunstung auf der Pflanzen Oberfläche bestimmte Wasser wird von den Wurzeln aufgenommen und durch Mechanismen zu den Blättern geleitet, an denen Osmose (eine besondere Art der Diffusion) und Kapillarkräfte (Hochziehen von Wasser in sehr feinen Röhren) beteiligt sind, sie saugen Wasser bis in die Spitzen der höchsten Bäume.
Die meisten Pflanzen, seien es Wasser oder Landpflanzen, bleiben an ein und demselben Platz verankert. Nur einige? mikroskopisch kleine Algen schwimmen durch das Wasser, indem sie mit peitschenähnlichen Geißeln oder haarförmigen Wimpern schlagen. Die Pflanzen sind darauf eingerichtet, soviel Sonnenlicht wie möglich einzufangen. Den Anforderungen ihres Milieus sind sie dabei durchaus gewachsen. Wasserpflanzen passen sich geschmeidig einer Strömung an, Landpflanzen drehen ihre grünen Blätter nach der Sonne. Je nach der Umgebung kann ihre Gestalt außerordentlich variieren: eine Pflanze, die auf einem Berg wächst, sieht bei oberflächlicher Betrachtung oft ganz anders aus als ein Vertreter derselben Art im Tal.
Im Gegensatz zünden Tieren besitzen die Pflanzen kein Nervensystem. Ihren Wuchs kontrollieren Wachstumshormone oder Wuchsstoffe. Diese werden in bestimmten Zellen der Pflanze gebildet und dahin geleitet, wo sie wirken sollen. Einige Hormone, zu denen die Auxine, Gibberelline und Zytokinine gehören, fördern den Wuchs. Unter den« Wachstumshemmern ist die Abscisinsäure am bekanntesten. Andere wirken bei der Fruchtreife mit.
Die Phytohormone beeinflussen das Wachstum der Pflanze in ganz unterschiedlicher Weise. Auxin z. B. ist in erster Linie verantwortlich für die Streckung der Pflanzenzellen, spielt aber auch eine Rolle bei der Anlage von Wurzeln, ferner wirkt es bestimmten Funktionen der Abscisinsäure entgegen, indem es z. B. die Ablösung kontrolliert, jenen Prozess, durch den eine Pflanze abgestorbene Blätter und reife Früchte abtrennt, bevor diese abfallen. Gibberelline spielen eine mannigfache Rolle im Pflanzenwuchs, wurden aber vor allem dadurch bekannt, dass sie das Längenwachstum bei Zwergpflanzen fördern. Zytokinine sind wichtig bei Regulierung der Zellteilung.
Die Bedeutung des Sonnenlichts
Das Sonnenlicht, unentbehrlich für die Photosynthese der Pflanze, hilft ebenfalls bei der Regulierung des Wuchses mit. Im Finstern gewachsene Pflanzen sind dünn und blass, denn ohne Licht wird das Wuchshormon Auxin nicht abgebaut und kein Chlorophyll geschaffen. Das Phytochrom, ein lichtempfindlicher Stoff, ist ein Rad der inneren Uhr, die den Pflanzen anzeigt, wie lange der Tag ist, und somit, welche Jahreszeit herrscht. Einige Pflanzen blühen ungeachtet der Länge des Tages, andere kommen nur zum Blühen, wenn die Tage lang oder wenn sie kurz sind. Das ist von ökologischer Bedeutung, denn die beste Zeit zum Blühen und zum Samenansatz ist in den einzelnen Teilen der Welt verschieden.
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