Wasser wird in den Gefäßen der Sprossachse bis in die Blätter geleitet. Von dort gelangt es in die Interzellularen und als Wasserdampf durch die Spaltöffnungen nach außen. Die Abgabe von Wasser in Form von Wasserdampf aus dem Laubblatt wird als Transpiration bezeichnet. Die Wasserdampfabgabe wird durch die Spaltöffnungen reguliert.
Bau und Funktion der Spaltöffnungen
Eine Spaltöffnung besteht aus zwei Schließzellen und einem
Spalt. Aufgrund von Veränderungen des Zellinnendrucks in den Schließzellen
durch unterschiedlich hohes Wasserangebot kommt es zu Öffnungs- und
Schließbewegungen der Spaltöffnungen.
Bei hohem Zellinnendruck
in den Schließzellen erweitert sich der Spalt. Dann kann Wasserdampf
aus dem Laubblatt abgegeben werden. Bei niedrigem Zellinnendruck in den
Schließzellen verengt sich der Spalt. Die Wasserdampfabgabe aus
dem Laubblatt wird verhindert.
Die Transpiration durch die Spaltöffnungen lässt sich experimentell
gut nachweisen. Im einfachsten Fall kann eine Topfpflanze unter eine Glasglocke
gestellt werden. Ein Beschlagen der Wand würde die Wasserdampfabgabe
anzeigen. Um die Transpiration mengenmäßig zu erfassen, wird
ein Spross in einen Messzylinder mit Wasser gestellt.
Durch die Zugabe einiger Tropfen Öl wird die direkte Wasserverdunstung
aus dem Messzylinder verhindert. Die von der Pflanze in einer bestimmten
Zeit abgegebene Wassermenge kann an dem Messzylinder direkt abgelesen
werden.
Einflüsse auf die Transpiration
Die Transpiration wird von abiotischen
Umweltfaktoren, z. B. der Temperatur, der Luftbewegung (Wind) und
der Luftfeuchtigkeit beeinflusst.
Eine Temperaturerhöhung, eine starke Luftbewegung und eine niedrige
Luftfeuchtigkeit fördern die Transpiration. Je größer
der Unterschied zwischen dem Gehalt an Wasserteilchen in den Interzellularen
der Laubblätter und der Außenluft ist (z. B. bei niedriger Luftfeuchtigkeit
oder bei schnellem Abtransport der Wasserteilchen durch den Wind), desto
stärker ist die Transpiration.
Niedrige Temperaturen, eine hohe Luftfeuchtigkeit und eine geringe Luftbewegung
hemmen dagegen die Transpiration. So gibt zum Beispiel eine Birke mit 200 000
Laubblättern an einem sonnigen, windigen Tag 300 Liter Wasser, an
einem kühlen, regnerischen Tag nur 60 Liter Wasser aus den Laubblättern
ab. Die Menge des durch Transpiration abgegebenen Wassers ist also recht
beachtlich. Man hat bei Messungen in einem Buchenwald beispielsweise festgestellt,
dass etwa 60 Prozent des jährlichen Niederschlags wieder als Transpirationswasser
an die Umgebung abgegeben wurde.
Anpassungen der Pflanzen
Pflanzen besitzen in Anpassung an ihren Lebensraum spezifische Einrichtungen,
die die Transpiration regulieren.
Trockenpflanzen (Xerophyten)
sind Pflanzen trockener Standorte mit Einrichtungen zur Verringerung der
Wasserdampfabgabe. Besondere Merkmale sind kleine Blätter, die eingerollt
sind oder auch ganz fehlen können. Die Spaltöffnungen sind in
die Epidermis eingesenkt, die Kutikula ist stark ausgeprägt und dicht behaart. Die Transpiration
wird erheblich eingeschränkt. Es wird Gewebe zur Wasserspeicherung
ausgebildet. Der Wuchs ist kugel- oder säulenförmig und die
Wurzelsysteme reichen meist tief.
Beispiele für Trockenpflanzen sind Kakteen, Lorbeerbaum, Myrte, Heidekraut
und Oleander.
Feuchtpflanzen (Hygrophyten) sind Pflanzen feuchter Standorte mit Einrichtungen zur Erhöhung der Wasserdampfabgabe. Besondere Merkmale sind die dünnen und großflächigen Blätter. Die Spaltöffnungen sind über die Epidermis erhoben, die Kutikula ist dünn, oft sind auch lebende Haare zu finden. Die Wasserabgabe erfolgt oft durch Guttation (Tröpfchenbildung) und der Gasaustausch über die Spaltöffnungen. Die Mineralstoff- und Wasseraufnahme wird vorrangig durch oft flache Wurzelsysteme möglich. Zu den Feuchtpflanzen gehören beispielsweise einige Farne, Aronstabgewächse, Begonien und Springkraut.
Wasserpflanzen (Hydrophyten)
sind Pflanzen, die an das Leben im Wasser angepasst sind und Einrichtungen
zur Wasserdampfabgabe besitzen. Die besonderen Merkmale sind stark gegliederte
Blätter ohne Spaltöffnungen, mit einer schwach ausgebildeten
Kutikula, aber großen Interzellularräumen zur Speicherung von
Luft. Die Aufnahme von gelöstem Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff und
Mineralstoffen erfolgt durch die gesamte Oberfläche. Die Wurzeln
fehlen oder sind zurückgebildet.
Zu den Wasserpflanzen gehören z. B. Tausendblatt, Wasserpest, Hornblatt
und Seerose.