Ernährung, Photosynthese und Nährstofftransport in Pflanzen

Die Ernährung und der Nährstofftransport in Pflanzen

Autotrophe Ernährung der Pflanzen

Pflanzen bilden eine der wichtigsten Organismengruppen und sind die Grundlage der Nahrungskette in der Biosphäre. Ihre Ernährung ist autotroph (selbstversorgend) und aerob (Sauerstoff benötigend).

Aufnahme von Wasser und Nährstoffen

Einfachere Pflanzen absorbieren Wasser, Mineralien und Gase direkt über ihre Oberfläche. Bei komplexeren Pflanzen, wie den Pteridophyten (Farnpflanzen), verhindern spezielle Schichten (z. B. die Cuticula) den unkontrollierten Durchgang von Substanzen.

Die Aufnahme erfolgt über spezialisierte Strukturen:

• Spaltöffnungen (Stomata): Löcher in den Blättern, die den Gasaustausch (Atmung und Aufnahme von Kohlendioxid) ermöglichen.
• Absorbierende Haare und Wurzeln: Nehmen Wasser und Mineralien aus dem Boden auf. Bei einigen Pflanzen erfolgt die Wasseraufnahme auch über nicht-imprägnierte Härchen auf der Blattoberfläche, falls die Wurzeln nicht ausreichend Wasser aufnehmen können.

Der Nährstofftransport in komplexen Pflanzen

Während Nährstoffe in einfachen Organismen von Zelle zu Zelle ohne spezialisierte Organe wandern, besitzen Spermatophyten (Samenpflanzen) und Pteridophyten spezialisierte Leitbündel, die Stoffe zu allen Körperzellen transportieren. Es gibt zwei Hauptleitbahnen:

Das Xylem: Transport des Roh-Saftes

Die Xylemgefäße bestehen aus verholzten Leitbahnen. Sie transportieren den Roh-Saft, welcher aus Wasser und Mineralsalzen besteht, die von den Wurzeln aus dem Boden absorbiert wurden. Die Bewegung des Roh-Saftes erfolgt stets von der Wurzel zu den Blättern.

Das Phloem: Transport des Fertig-Saftes

Das Phloem besteht aus Siebröhren und ist Teil des Leitungssystems. Diese Leitbahnen transportieren den Fertig-Saft (Assimilate), der während der Photosynthese erzeugt wurde (hauptsächlich Glukose). Der Fertig-Saft wird von den Produktionsstätten (Blättern) in alle Teile der Pflanze verteilt, um alle Zellen mit der notwendigen Materie und Energie zu versorgen.

Die Photosynthese und Energieumwandlung

Pflanzen wandeln anorganische Stoffe – Kohlendioxid, Wasser und Mineralstoffe – in organische Moleküle wie Glukose um. Dieser Prozess wird Photosynthese genannt.

Dabei wird Lichtenergie umgewandelt und in Form von chemischer Energie in den organischen Molekülen gespeichert.

Energiegewinnung durch Zellatmung

Sobald die Glukose in den Zellen vorliegt, kann jede Zelle die chemische Energie des Moleküls mithilfe von Sauerstoff extrahieren. Dieser Prozess der Energiegewinnung wird als Zellatmung bezeichnet.