Wasserpflanzen

Wasserpflanzen
Wasserpflanzen (Hydrophyten) sind Pflanzen, die sich ganz oder teilweise an ein Leben im Wasser
angepasst haben.
Im Jahr 2002 erschien in der renommierten Fachzeitschrift „Science“ ein Bericht über den Fund der
weltweit ältesten Blütenpflanze („Archaefructaceae, a New Basal Angiosperm Family“,Science, Bd.
296, Nr. 5569 vom 3. Mai 2002). US-Biologen, die das Fossil in China entdeckten und untersuchten,
kamen zu dem Schluss, dass die ersten Blütenpflanzen ursprünglich im Wasser neben Urzeitechsen
und Dinosauriern wuchsen. Betrachtet man die unterschiedlichen Wuchsformen der heutigen
Wasserpflanzen, so erkennt man eine Wiederholung der Evolutionsschritte der Pflanzen, die
Entwicklung vom Wasser an das Land.
Anhand ihrer Wuchsform/ Pflanzenzonen teilt man die
Wasserpflanzen in folgende Gruppen ein:
1. Freischwimmende Wasserpflanzen im freien Wasser: Die
ganze Pflanze schwimmt frei unter Wasser, einzig die Blüten
werden über die Wasseroberfläche gestreckt, zB
Wasserschlauch. Bei Wasserhyazinthe oder Wasserlinse
schwimmen die Blätter auf der Wasseroberfläche.
Abb. Wasserlinse WIKIPEDIA
Die Übergänge zwischen den einzelnen Zonen sind fließend. So schwimmt zB die Wasserlinse auf
dem Wasser, die Wurzeln hängen frei im Wasserkörper.
2. Wasserpflanzen, die im Boden verwurzelt sind a) Laichkrautzone und b) Schwimmblattzone:
a) Wasserfeder, Wasserpest, Laichkräuter oder Tausendblatt sind
einige Beispiele für Pflanzen, die gänzlich unter Wasser
assimilieren.
Abb. Laichkraut, Fischer WIKIPEDIA
b) Schwimmblattpflanzen wie zB Teich- und Seerose, Pfeilkraut und Lotosgewächse assimilieren
teils unter, teils ober Wasser.
Abb. Weiße Seerose WIKIPEDIA
3. Uferpflanzen in der Schilfzone
Im Uferbereich gibt es Pflanzen, die auch unter Wasser assimilationsfähig
bleiben, wie zB Gewöhnliche Teichbinse und der Teich-Schachtelhalm.
Schilf (größtes heimisches Süßgras) kann nur über Wasser assimilieren, die
Blätter unter Wasser sterben ab. Im hohlen Stängel findet der
Gasaustausch statt.
Abb. Schilf Eva
Lenhard
4. Sumpfpflanzen in der Uferzone
Sumpfpflanzen assimilieren nur über Wasser. Der Wurzelballen kann auch
einmal austrocknen, sie können aber auch Überflutungen ertragen. Diese
Pflanzen vermitteln bereits zu den Landpflanzen. Beispiele dafür sind zB
Blutweiderich, Gilbweiderich, Baldrian oder Wasserdost.
Abb. Blutweiderich Eva
Lenhard
Anpassungen
Da die Wuchsformen sehr vielfältig sind, findet man auch unterschiedlichste Anpassungen an das
Leben im/am Wasser. Anbei eine Auswahl an Anpassungsmöglichkeiten:

Viele Wasserpflanzen verfügen über ein Luftgewebe, das sogenannte Aerenchym, über das
Sauerstoff in die Stängel und Blätter transportiert wird. Schwimmblattpflanzen sind durch
das luftgefüllte Gewebe schwimmfähig. Die Spaltöffnungen zum Gasaustauch befinden sich
auf der Oberfläche der Blätter. Die Blattepidermis ist durch eine Wachsschicht unbenetzbar
und schmutzabweisend (Lotoseffekt).

Durch die fehlende Transpiration können die Pflanzen keine Mineralstoffe aus dem Boden
aufsaugen. Über Hydropoten („Drüsen“) können sie aber Ionen aus dem Wasser aufnehmen.
Da viele Pflanzen am Boden wurzeln, sind die Blattstiele verlängert. Sie können, wie
Landpflanzen, Wasser über die Wurzeln aufnehmen. Durch den Wurzeldruck verteilt sich das
Wasser dann in der ganzen Pflanze. Bei Landpflanzen sorgt zusätzlich der Transpirationssog
für die Wasserverteilung in der Pflanze. Die Wurzeln dienen hier nur mehr der Verankerung.

Frei schwimmende Pflanzen sind teilweise stark reduziert. Sie untergliedern sich nicht in
Wurzel-Stängel-Blatt und Blüte. Am stärksten betrifft das die Wurzellose Zwergwasserlinse:
Sie bildet weder Wurzeln noch Leitbündel aus und der winzige Pflanzenkörper ist zu einem
Sprossglied reduziert.

In natürlichen Gewässern ist die geringe CO2-Verfügbarkeit einer der Faktoren, die das
Pflanzenwachstum am stärksten limitiert. In Wasser gelöste Gase diffundieren fast 10000mal langsamer als in der Luft. Aus diesem physikalischen Grund ist die Aufnahme von CO2 für
untergetauchte Pflanzen (submers) aus dem Wasser stark gebremst, ein Grund, warum
Landpflanzen unter Wasser auf Dauer nicht existieren könnten. Submerse Pflanzen haben
hingegen verschiedene Anpassungen entwickelt, um die CO2-Aufnahme zu optimieren: Die
Cuticula ist sehr dünn und die Chloroplasten befinden sich in der Epidermis (bei Landpflanzen
normalerweise frei von Chloroplasten), wodurch der Diffussionsweg des Kohlendioxids
kleiner wird. Viele Arten können auch Hydrogencarbonat als alternative Kohlenstoffquelle
nutzen.

Da das Wasser oft einen geringen Nährstoffgehalt hat, haben sich zB die Wasserschläuche zu
Fleischfressenden Pflanzen entwickelt. Am Spross (hier Stolon) befinden sich Fangblasen, die
nach dem Saugfallen-Prinzip arbeiten. In der Blase baut sich ein Unterdruck auf, der sich bei
Berührung blitzschnell ausgleicht und dabei Wasser und Beute in sich hineinsaugt.

Einige submersen Pflanzen werden auf dem Wasserweg bestäubt (= Hydrophilie). Andere
Pflanzen, deren Blüten an der Wasseroberfläche erscheinen, werden durch Wind oder Tiere
bestäubt.

Pflanzen der Röhrichtzone sind für die Selbstreinigungskraft der Gewässer besonders
wichtig, da sie dem Wasser Mineralstoffe (Stickstoff, Phosphate, Nitrate) entziehen zB Schilf
und Rohrkolben.

Mykorrhiza: Mykorrhiza ist eine Lebensgemeinschaft zwischen höherer Pflanze und Pilzen.
Durch die Zusammenarbeit wird die Verfügbarkeit von Phosphat verbessert und stellt daher
eine Anpassung an nährstoffarme Standorte dar. Nur wenige Wasserpflanzen bilden
Mykorrhiza aus. Nachgewiesen wurde sie u.a. bei Littorella uniflora (Europäischer
Strandling), Lobelia dortmanna (Wasser-Lobelie), Ranunculus flammula (Brennender
Hahnenfuß) sowie an Polygonum amphibium (Wasser-Knöterich).

Methanotrophe Bakterien: In wissenschaftlichen Arbeiten wurde gezeigt, dass
Wasserpflanzen und Sumpfpflanzen mit methanotrophen (methanverzehrenden) Bakterien
zusammenleben. Die Bakterien sind aerob und daher auf den Sauerstoff angewiesen, den die
Pflanzen in ihrem Aerenchym in die Tiefe leiten. Die Bakterien nutzen das Faulgas Methan als
Kohlenstoffquelle und geben Wasser und Kohlendioxid ab, das die Pflanzen nutzen können.
Sie besiedeln den Stängel, die Blätter sowie die Wurzeln. (Quelle: Sorrell, Brian K. et al.
(2001): Methanotrophic bacteria and their activity on submerged aquatic macrophytes.Aquatic botany 72 (2002) 107-119).