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Transkript Funktion der Spaltöffnungen

Hallo! Wenn man ein normales Blatt unter dem Mikroskop anschaut, sieht das so aus. Siehst du die vielen kleinen Poren? Das sind Spaltöffnungen. Aber mit so vielen Poren würde eine Pflanze doch austrocknen, da sie viel Wasser verliert und die wachsige Kutikula, die ein Austrocknen verhindern soll, wäre ziemlich sinnlos. Oder was meinst du?

In diesem Video siehst du, dass die Pflanze die Öffnungsweite der Spaltöffnungen regulieren kann. Und wie das genau funktioniert, siehst du gleich!

Spaltöffnungen sind Poren in der Abschlussschicht des Blattes, der Epidermis. Spaltöffnungen werden auch als Stomata bezeichnet. Diese Poren sind seitlich von zwei speziellen Zellen, den Schließzellen, begrenzt. Diese unterscheiden sich deutlich von den anderen Zellen der Epidermis, da sie eine bohnenförmige Struktur aufweisen und zudem Chloroplasten besitzen

Meistens findet man Spaltöffnungen auf der Blattunterseite eines Blattes. Auf einem Quadratzentimeter Blattfläche liegen über 20.000 Spaltöffnungen; das entspricht etwa 1% der gesamten Blattfläche. Aber warum gibt es überhaupt Spaltöffnungen?

Auf diese Weise kann die Pflanze die Transpiration regulieren. Den größten Anteil an der Transpiration hat die stomatäre Transpiration, die über die Spaltöffnungen erfolgt. Obwohl die Spaltöffnungen nur einen sehr kleinen Anteil an der Gesamtblattfläche ausmachen, beträgt die Transpiration des Blattes 70% der Transpiration einer gleichgroßen Wasserfläche.

Das kann man mit dem so genannten Randeffekt erklären. Das bedeutet, dass Wassermoleküle aus vielen kleinen Öffnungen viel leichter diffundieren können als von einer gleichgroßen Wasseroberfläche. Das liegt daran, dass sich die Teilchen nicht gegenseitig behindern. So ist es nämlich in einer Wasserfläche. Aus den Spaltöffnungen können die Wasserteilchen auch zur Seite die Spaltöffnung verlassen.

Die Verdunstungsrate ist durch Spaltöffnungen trotz des kleinen Anteils an der Gesamtblattfläche also ziemlich groß, so dass ein hoher Transpirationssog garantiert wird. Durch Öffnen und Schließen der Stomata kann die Pflanze die Transpiration verringern oder erhöhen.

Nur ein kleiner Anteil der Gesamttranspiration erfolgt über die Kutikula und wird als kutikuläre Transpiration bezeichnet. Diese kann von der Pflanze nicht reguliert werden.

Auch der Austausch von anderen Gasen wird durch die Spaltöffnungen reguliert. Das ist für die Fotosynthese von Bedeutung. Bei geöffneten Spaltöffnungen, wird Kohlenstoffdioxid für die Fotosynthese aufgenommen und der entstehende Sauerstoff der Fotosynthese wieder abgegeben.

Wir werden uns nun anschauen, wie eine Pflanze ihre Spaltöffnungen öffnen oder schließen kann. Die Schließzellen haben nämlich ungleichmäßig verdickte Zellwände. Wenn Wasser in die Schließzellen einströmt, können sich die unverdickten Zellwandbereiche dehnen. Das führt dazu, dass sich die Schließzellen krümmen und sich die Pore öffnet.

Wenn die Pflanze ihre Spaltöffnungen also öffnen möchte, muss sie die osmotische Saugkraft der Schließzellen erhöhen, damit Wasser in die Schließzellen einströmen kann. Dazu werden verschiedene Ionen wie positiv geladene Kaliumionen und negativ geladene Chloridionen aus den Nachbarzellen in die Schließzellen transportiert. Zudem werden anorganische Malat-Ionen synthetisiert, die ebenfalls osmotisch aktiv sind. Wasser strömt nach und es kommt zum Öffnen der Spaltöffnungen.

Aber wann öffnet und schließt eine Pflanze eigentlich ihre Spaltöffnungen? Das ist von verschiedenen Faktoren abhängig, nämlich von der Wasserversorgung der Pflanze, der Lichtversorgung und der Kohlenstoffdioxid-Konzentration im Blattinnengewebe.

Du kannst Dir sicher gut vorstellen, dass eine Pflanze, wenn es trocken und heiß ist, verhindern möchte, dass sie zu viel Wasser verliert. Daher schließt eine Pflanze ihre Spaltöffnungen, wenn es im Sommer zur Mittagszeit sehr heiß ist. Auch wenn eine Pflanze schlecht mit Wasser versorgt ist, werden die Spaltöffnungen geschlossen.

Auch die Kohlenstoffdioxid-Konzentration spielt eine Rolle. Niedrige Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen führen zu einem Öffnen der Spaltöffnungen, da dann Kohlenstoffdioxid aufgenommen und in der Fotosynthese genutzt werden kann.

Auch eine gute Lichtversorgung führt zum Öffnen der Spaltöffnungen. Das bedeutet für die Pflanze, dass sie an heißen Sommertagen sozusagen in einer Zwickmühle ist: Sie muss zwischen einem Öffnen der Spaltöffnungen für die Fotosynthese und einem Schließen der Spaltöffnungen für den Verdunstungsschutz balancieren. Das führt dazu, dass die Spaltöffnungen nachts geschlossen sind, sich am Vormittag öffnen, während der Mittagsstunden wieder etwas schließen und am Nachmittag wieder geöffnet sind.

In diesem Video hast du gelernt, wie eine Pflanze die Transpiration von Wasserdampf und die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid regulieren kann, indem sie ihre Spaltöffnungen öffnet oder schließt. Dabei spielt die Konzentration verschiedener Ionen in den Schließzellen eine Rolle, da dies zum Wassereinstrom oder -ausstrom in den Schließzellen führt. Tschüssi!

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2 Kommentare
  1. Default

    Vielen Dank, ein sehr gut erklärtes Video!

    Von Daniela Strothmann, vor 10 Monaten
  2. Default

    Sehr gut erklärt :) Danke

    Von Knittel M, vor mehr als 2 Jahren