Pflanzenphysiologie: Transport und Photosynthese

Transport von Rohsaft in Pflanzen

Der Aufstieg des Rohsafts erfolgt durch die Xylemgefäße im Holzteil der Pflanze, in der Regel gegen die Schwerkraft. Da dies spezifische Mechanismen erfordert, helfen folgende Prozesse beim Aufstieg des Saftes:

• Wurzeldruck: Wurzelzellen haben eine viel höhere Konzentration als die Umgebung. Aufgrund dessen dringen Wasser und Salze durch Osmose ein.
• Transpiration: Der Verlust von Wasser durch Verdunstung an Blättern und grünen Stielen erzeugt eine Saugkraft, die sogenannte Spannung.
• Kohäsions-Adhäsions-Theorie: Dieser Mechanismus verhindert, dass die Wassersäule abreißt. Die hohe Adhäsion des Wassers an den Gefäßwänden bildet zusammen mit der Kohäsion die Kapillarwirkung.

Struktur und Funktion der Blätter

Blätter besitzen Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, die Photosynthese effizienter durchzuführen. Das dünne innere Blatt besteht aus zwei Arten von Geweben:

• Parenchym: Sowohl das Schwamm- als auch das Palisadengewebe werden aus Zellen mit Chloroplasten gebildet und sind daher photosynthetisch aktiv.
• Leitgewebe: Diese sind für den Transport verantwortlich. Sie bestehen aus dem Xylem (Holzgefäße) und dem Phloem (Siebröhren). Beide sind gruppiert, um ein dichtes Netz von Blattnerven zu bilden.

Pigmente und Lichtabsorption

Die Photosynthese findet in den Chloroplasten in zwei Phasen statt: der Licht- und der Dunkelreaktion. Die Lichtphase besteht aus einer Reihe von chemischen Reaktionen, die in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten auftreten. In Pflanzen gibt es Pigmente, die Licht absorbieren, vor allem Chlorophyll, Xanthophylle und Carotinoide.

Chlorophyll ist ein Pigment, das in der Lage ist, Lichtenergie von der Sonne zu absorbieren. Chemisch gesehen ist es ein Lipid, das zur Gruppe der Terpene gehört. Es existieren verschiedene Chlorophyll-Typen, die sich in Details ihrer Molekularstruktur unterscheiden:

• Chlorophyll a: Ist direkt an der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie beteiligt. Es kommt in Eukaryoten und Cyanobakterien vor.
• Chlorophyll b: Kommt zusammen mit anderen Pigmenten in den meisten Pflanzen und Grünalgen vor.
• Chlorophyll c: Ist typisch für Diatomeen und Protozoen.

Transport der Photosyntheseprodukte

Bei der Photosynthese wird der Rohsaft, der im Xylem zu den Blättern transportiert wurde, zu Assimilatsaft (ausgearbeiteter Saft) verarbeitet. Dies ist eine Lösung, die im Wesentlichen aus Zuckern, Aminosäuren und anderen stickstoffhaltigen Substanzen besteht. Dieser Saft wird in der gesamten Pflanze durch die Gefäße des Phloems transportiert.

Der Fluss des Saftes erfolgt sowohl aufwärts als auch abwärts und reicht in der Regel von den Produktionsbereichen (Quellen) zu den Bereichen des Verbrauchs oder der Lagerung (Senken). Diese Senken können Gewebe mit hoher Stoffwechselaktivität sein, wie Wurzeln und Früchte. Zu bestimmten Zeiten können diese Speicherbereiche wiederum als Quellen dienen.