Stoffwechsel der Pflanzen: Absorption, Kreislauf & Atmung

Stoffwechselprozesse und Bewegung der Pflanzen

Wie andere Lebewesen führen auch Pflanzen lebenswichtige Funktionen aus, die es ihnen ermöglichen zu wachsen, sich zu entwickeln und zu vermehren. Die wichtigsten Prozesse zur Erfüllung ihres Stoffwechsels sind die Resorption, der Kreislauf, die Atmung und die Transpiration.

Die Absorption von Nährstoffen

Die Pflanzen nehmen Nährstoffe nicht nur aus der Erde auf. Sie verwenden auch Sauerstoff und Kohlendioxid aus der Luft, die sie vor allem durch die Blätter aufnehmen. Wasser mit gelösten Mineralien gelangt durch Diffusion in die Wurzeln. Mit diesen Stoffen produziert die Pflanze organische Moleküle, um neue Gewebe zu bilden: Kohlenhydrate (wie Glukose, Fruktose und Stärke), Eiweiße und Fette (Lipide).

Diese Funktion der Umwandlung von Mineralien in organische Verbindungen ist einzigartig für Pflanzen sowie bestimmte Bakterien und mikroskopisch kleine Algen. Deshalb hängen wild lebende Tiere, Pilze und Protozoen von Pflanzen ab, da diese die wichtigste Quelle für verfügbare organische Verbindungen darstellen.

Zirkulation und Kreislaufsysteme

Die Entwicklung eines Kreislaufsystems mit zunehmender Komplexität in den verschiedenen Lebensformen ist ein Beleg für die Mechanismen der Evolution. In Einzellern wie Amöben und Pantoffeltierchen wird die Transportfunktion einfach durch strömendes Plasmamaterial sichergestellt, das Substanzen absorbiert oder ausstößt. Aber auch in Thallophyten (Algen) zeigt sich das Vorhandensein von Durchblutungswegen. Terrestrische Pflanzen benötigen Wasser, um ihre Ressourcen zu sichern, und verfügen daher über Gewebe zur Absorption und zum Transport von Wasser und Nährstoffen. Die Farne, die sich in den unteren Etagen entwickelten, besitzen bereits ausdifferenzierte Leitgewebe.

Transpiration und Atmung

Die Transpiration entfernt überschüssiges Wasser als Dampf oder Tröpfchen, die durch die Spaltöffnungen (Stomata) austreten. Dies sind mikroskopisch kleine Löcher in der Epidermis der oberirdischen Pflanzenteile, die am dichtesten an der Unterseite oder Rückseite der Blätter vorkommen. Sie besitzen einen Mechanismus, der es ihnen ermöglicht, je nach der Wassermenge, die die Pflanze in Dampfform abgeben muss, offen oder geschlossen zu sein. Durch die Spaltöffnungen tritt auch das CO2 ein, das bei der Photosynthese verwendet wird.

Die Transpiration der Pflanzen ist quantitativ entscheidend für den Wasserkreislauf. Regenwasser gelangt vor allem durch Bodenverdunstung und die Transpiration der Pflanzen zurück in die Atmosphäre. Von diesen Mechanismen ist der zweite dreimal bedeutender als der erste.

Die Atmung ist der umgekehrte Prozess zur Photosynthese, bei dem Pflanzen aus organischen Stoffen und Sauerstoff Energie gewinnen und CO2 sowie Wasser freisetzen. Alle Organe der Pflanze atmen zur Energiegewinnung. Die Wurzel, als das für die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen zuständige Organ, wächst ständig und muss Sauerstoff direkt aufnehmen. Der Stamm atmet durch seine Poren, die sogenannten Lentizellen.

Die Früchte zeichnen sich durch anaerobe Atmung aus, das heißt, sie benötigen keinen Sauerstoff. Diese besondere Form der Atmung setzt Stoffe frei, die für das Aroma reifer Früchte verantwortlich sind.