Biologie Abitur
Laubblätter
Stellungen der Laubblätter an der SprossachseTeile des LaubblattesLaubblattformenQuerschnitt durch ein LaubblattBau der Spaltöffnungen (mikroskopisches Bild und schematische Zeichnung)Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen

Laubblätter sind in Form und Größe vielgestaltige Pflanzenorgane, die an der Sprossachse sitzen und verschiedene Blattstellungen aufweisen.

 

Der Bau des Laubblatts
Ein Laubblatt besteht im Wesentlichen aus der Blattspreite, den Blattadern, dem Blattstiel und dem Blattgrund. Der Blattgrund ist die Ansatzstelle des Blattstiels an der Sprossachse. Er kann verschiedengestaltig sein und wie bei der Erbse und Rose zu Nebenblättern auswachsen.

Der Blattstiel trägt die Blattspreite. Bei Gräsern fehlt ein Blattstiel. Bei ihnen ist der Blattgrund zu einer röhrenförmigen Blattscheide umgebildet, die den Halm umschließt. Am Übergang von der Blattscheide zur Blattspreite befindet sich meist ein Blatthäutchen.

Die Form der Laubblätter, die Ausbildung des Blattrandes und die Blattstellungen an den Sprossachsen sind von enormer Vielfalt. Sie ermöglichen in vielen Fällen eine genaue Bestimmung von Pflanzenarten. Der Blattrand kann unterschiedlich ausgebildet sein, Blattrandformen sind z. B. ganzrandig, gebuchtet, gesägt oder gezähnt. Auch die Blattspreite besitzt verschiedene Formen. Bei den Blattspreitenformen unterscheidet man beispielsweise herzförmige, pfeilförmige, rundliche oder schildförmige Laubblätter. Bei manchen Pflanzen sind die Laubblätter aus mehreren Blättchen zusammengesetzt. Diese zusammengesetzten Laubblätter nennt man nach der Anzahl und Anordnung der Teilblättchen dreizählig, gefingert, paarig gefiedert oder unpaarig gefiedert.

Die Blattspreite ist der flächige Teil des Laubblatts. Sie wird von den Blattadern (Blattnerven) durchzogen. Die Blattadern bestehen aus Festigungsgewebe mit den Leitbündeln. Sie verleihen dem Blatt die nötige Festigkeit und dienen dem Stofftransport. Die Anordnung der Leitbündel ist ein wichtiges Unterscheidungskriterium von ein- und zweikeimblättrigen Pflanzen. Während die Blattadern bei einkeimblättrigen Pflanzen meist parallel verlaufen, sind sie bei zweikeimblättrigen Pflanzen netzartig verzweigt. Von einem Hauptstrang, auch als Mittelrippe bezeichnet, zweigen Nebenstränge ab, die sich untereinander zu einem Netzwerk verbinden.

Am Laubblattquerschnitt erkennt man mithilfe des Mikroskops einen typischen Schichtaufbau.

Die obere Epidermis ist meist einschichtig. Ihre Zellen sind lückenlos aneinandergefügt und haben in der Regel keine Chloroplasten. Die äußeren Zellwände der oberen Epidermis sind oft verdickt und von einem dünnen wächsernen Häutchen, der Kutikula, geschützt. Durch sie wird die obere Epidermis fast undurchlässig für Wasserdampf und andere Gase. Neben dem Schutz vor mechanischer Beschädigung schützt die obere Epidermis die Blätter vor Infektionen durch Mikroorganismen.

Unter der oberen Epidermis befindet sich das Palisadengewebe. Es besteht aus säulenförmigen Zellen, die senkrecht zur Blattoberfläche stehen und etwa 80 % der Chloroplasten enthalten. In den Chloroplasten finden Stoff- und Energiewechsel statt. Dabei werden mithilfe von Lichtenergie energiearme, anorganische Stoffe in energiereiche, organische Stoffe, z. B. Traubenzucker, umgewandelt.

Unterhalb des meist einschichtigen Palisadengewebes befindet sich das Schwammgewebe. Die Zellen des Schwammgewebes sind in einem lockeren Verband angeordnet und enthalten ebenfalls Chloroplasten. Sie dienen vor allem der Fotosynthese.

Die zum Teil recht großen Interzellularen (Zellzwischenräume) bewirken, dass das Schwammgewebe eine beträchtliche innere Oberfläche erreicht. Durch die Interzellularen erfolgt der Gasaustausch des Laubblatts mit der Umwelt. Das Kohlenstoffdioxid gelangt durch die Interzellularen zu den Zellen des Schwamm- und Palisadengewebes. Der Wasserdampf kann in umgekehrter Richtung über die Interzellularen an die Umgebung abgegeben werden.

Die untere Epidermis ist das Schutz- und Abschlussgewebe der Blattunterseite. Zur Regulierung des Gasaustausches befinden sich dort Spaltöffnungen, die aus zwei Schließzellen und einem dazwischen liegenden Spalt bestehen. Die Spaltöffnungen haben zwei völlig entgegengesetzte Aufgaben: Zum einen schützen sie in geschlossenem Zustand die Pflanze vor Austrocknung, da sonst ständig Wasserdampf an die Außenluft abgegeben werden würde. Zum anderen ermöglichen sie nur in geöffnetem Zustand die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid aus der Außenluft, das für die lebensnotwendigen Fotosynthesevorgänge unentbehrlich ist.

Gasaustausch im Laubblatt
Die Gefäße der Sprossachse leiten das Wasser bis in die Blätter. Dort wird das Wasser verteilt. Aus den Gefäßen der Blattzellen gelangt das Wasser in die Interzellularen. Es vermischt sich mit der dort vorhandenen Luft und es entsteht Wasserdampf. In den Interzellularen befindet sich eine höhere Anzahl von Wasserdampfteilchen als in der Außenluft. Nach den Gesetzen der Diffusion wandern die Wasserdampfteilchen durch den Spalt zwischen den Schließzellen in die wasserdampfärmere Außenluft. Die Wasserdampfabgabe wird durch die Spaltöffnungen reguliert.

Das Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen erfolgt durch die zwei meist bohnenförmigen Schließzellen. Wenn die Wasserversorgung der Pflanzen gesichert ist, vergrößert sich der Zellinnendruck der Schließzellen und die Öffnung des Spalts erweitert sich. Der Wasserdampf wird an die Außenluft abgegeben. Bei Wassermangel erschlaffen die Schließzellen und der Spalt zwischen ihnen wird geschlossen. Diese Vorgänge beruhen auf den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Osmose. Ein Austrocknen der Pflanze wird damit verhindert.

Diese regulierte Wasserdampfabgabe der Pflanze durch die Spaltöffnungen bezeichnet man als Transpiration (Verdunstung). Die Transpiration wird durch Umweltbedingungen beeinflusst, sie ist beispielsweise abhängig von Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftbewegung (Wind).

So ist die Wasserverdunstung der Pflanzen an heißen Tagen beträchtlich. Ein Quadratmeter Blattfläche einer Birke transpiriert etwa 200 ml Wasser pro Tag. Bei einer Blattfläche von 300 Quadratmetern ergibt das eine tägliche Wassermenge von 60 Litern bei normaler Witterung. In Trockenzeiten kann die Verdunstung auf 400 Liter pro Tag ansteigen.

Die Spaltöffnungen der Pflanzen regeln nicht nur die Transpiration. Pflanzen benötigen zum Leben auch Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff. Durch Diffusion gelangen beide Stoffe durch die Spaltöffnungen sowohl in das Blattinnere als auch wieder in die Außenluft. Dieser Vorgang der Aufnahme und Abgabe von Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff durch die Spaltöffnungen wird Gasaustausch genannt.
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