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Pflanzen in extremen Lebensräumen

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Lerntext zum Thema Pflanzen in extremen Lebensräumen

Pflanzen in extremen Lebensräumen

Ein schönes sonniges bis halbschattiges Plätzchen, nährstoffreicher Boden, dazu in regelmäßigen Abständen ein Regenguss ­– so liebt es das in unserer Region häufig vorkommende Gänseblümchen. Die Bedingungen für ein reiches Wachstum und Vermehren sind hier für diese Pflanzenart perfekt. Doch kannst du dir vorstellen, dass es auch in Gegenden mit sehr extremen Bedingungen Pflanzen gibt, die dort gut gedeihen? In einer Wüste mit extremer Hitze, in der Arktis mit Frost und Eis oder auch im Wasser würde ein Gänseblümchen nicht überleben. Und doch gibt es Pflanzen, die sich so angepasst haben, dass sie in solchen extremen Lebensräumen wachsen können.

Anpassungen an extreme Lebensräume

Jede Pflanze hat Grundbedürfnisse, die erfüllt sein müssen, damit sie nicht verkümmert. Dazu gehören neben Wasser, Luft, Nährstoffen, Licht und einem durchlässigen Boden auch eine bestimmte Temperaturspanne. Diese abiotischen Faktoren können in verschiedenen Regionen und Klimazonen stark variieren. Je extremer und rauer die Bedingungen, desto angepasster müssen die dort lebenden Pflanzen sein. Kakteen beispielsweise trotzen der Trockenheit und Hitze in der Wüste, weil sie Mechanismen wie die Wasserspeicherung entwickelt haben, die sie vor dem Austrocknen schützen. Der Arktische Mohn dagegen besiedelt eine der kältesten Regionen der Erde. Hier findet er zwar genügend Wasser, jedoch vornehmlich in gefrorener Form. Ein guter Frostschutz ist daher überlebenswichtig.

Beispiele für Pflanzen in extremen Lebensräumen

Im folgenden Text erfährst du anhand einiger Beispiele, auf welche Weise sich Pflanzen entwickelt und an die extremen Gegenden angepasst haben.

Der Köcherbaum in der Hitze

Der afrikanische Köcherbaum hat sich an seinen heißen Lebensraum in der Wüste optimal angepasst. Er reguliert mit einem Trick seine eigene Temperatur und kann sich so vor der starken Sonneneinstrahlung schützen. Der Köcherbaum besitzt nämlich die Fähigkeit, Salze aus dem Wüstenboden aufzunehmen und diese dann auf seinen Ästen als weiße Schicht auszuscheiden und abzulagern. Durch die helle Salzschicht wird das eintreffende Sonnenlicht zu großen Teilen reflektiert und der Baum nicht so stark erwärmt. Eine einfache, aber sehr effektive Methode, mit der Hitze der Wüste umzugehen.

Köcherbaum

Der Köcherbaum ist in Südafrika, u. a. in Namibia, verbreitet, wo er an felsigen Hängen der heißen und trockenen Wüsten wächst.

Der Saguaro-Kaktus in der Trockenheit

Auch der Saguaro-Kaktus ist perfekt an die extremen Bedingungen in der Wüste mit einer Temperatur von über 40 °C angepasst. Er ist ein Meister darin, Wasser zu speichern und sich vor durstigen Fressfeinden zu schützen. Der Saguaro-Kaktus gehört zu den sogenannten Stammsukkulenten – er speichert in seinem Stamm während der seltenen Regenfälle eine große Menge Wasser. Dieser besitzt dafür zahlreiche Falten, die sich durch die hohe Wasseraufnahme dehnen und den gesamten Kaktus anschwellen lassen. Der so angelegte Wasservorrat bringt den Saguaro-Kaktus sicher durch die langen Trockenzeiten.

Durch seinen hohen Wasseranteil von etwa 90 % ist der Saguaro-Kaktus bei Tieren sehr beliebt, um den eigenen Durst zu stillen. Doch auch gegen die meisten Fressfeinde hat der Kaktus eine sinnvolle Anpassung entwickelt: zentimeterlange dicke Dornen.

Kaktus

Der Saguaro-Kaktus ist in der Sonora-Wüste im südlichen Nordamerika und in Mexiko heimisch. Die Wüste liegt in den US-amerikanischen Staaten Arizona und Kalifornien sowie im Bundesstaat Sonora in Mexiko. Über viele Tausend Kilometer erstreckt sie sich entlang der Küste des Pazifiks am Golf von Kalifornien.

Der Arktische Mohn in der Kälte

Mit gegenteiligen Problemen hat eine kleine Pflanze in der Nähe des Nordpols zu kämpfen. Hier gibt es zwar Wasser, aber meist nur gefroren in Form von Eis und Schnee und nur geringe Niederschläge. Der Arktische Mohn wächst in Gegenden mit bis zu minus 40 °C und erfriert dennoch nicht. Seine kleinen potenten Blüten können sich so geschickt drehen, dass sie dem gesamten Tageslauf der Sonne folgen und das Sonnenlicht und die Wärme optimal auffangen können. Auf diese Weise ist die Samenreifung in kürzester Zeit möglich.

Dank seines flachen Wurzelsystems kann der Arktische Mohn Wasser selbst bei schwachen Niederschlägen aufnehmen. Außerdem reichern Pflanzen in der kalten Klimazone in der Blüte und in den Blättern Zucker, Fette oder Proteine an, damit die empfindlichen Zellen nicht einfrieren und zerstört werden.

Arktischer_Mohn

Der Arktische Mohn ist eine der angepassten Pflanzen der Polarregionen. Er fühlt sich in den arktischen Klimazonen in Grönland, Island, Nordkanada und -alaska sowie Lappland und auf Spitzbergen wohl, wo er auf kargen, offenen Schotterplätzen wächst.

Die Seerose im und auf dem Wasser

Neben den extremen Lebensbedingungen Hitze und Kälte kann auch das Wasser für Pflanzen ein Lebensraum sein, an den sie sich anpassen mussten. Am Beispiel der Seerose, die gleichzeitig sowohl im Wasser als auch in der Luft zu wachsen scheint, können die Anpassungen gut deutlich gemacht werden. Vielleicht hast du schon einmal eine Seerose gesehen und dir ist dabei aufgefallen, dass ein Teil der Pflanze unter Wasser wächst. Viele Blätter sowie die Blüten ragen jedoch aus dem Wasser heraus oder liegen auf der Wasseroberfläche auf. Wie schafft es diese Pflanze, sich mit Kohlenstoffdioxid zu versorgen, um Fotosynthese betreiben zu können? Dafür schauen wir uns einen Querschnitt eines Stängels und eines Schwimmblatts genauer an:

  • Die Seerose besitzt sowohl an der Blattaußenseite als auch am Stängel eine dünne Epidermis. Die Spaltöffnungen, die sich bei anderen Pflanzen an der geschützten Blattunterseite befinden, sind bei der Seerose auf der Blattoberseite. Sie dienen dem Gasaustausch – Kohlenstoffdioxid ($\ce{CO2}$) wird aufgenommen und Sauerstoff ($\ce{O2}$) abgegeben.

  • Zudem verfügt die Seerose über ein Durchlüftungsgewebe, das sogenannte Aerenchym, das sowohl in den Stängeln als auch den Blättern der Pflanze vorkommt. Das Aerenchym besitzt große luftgefüllte Zellzwischenräume und dient dem Gaswechsel der untergetauchten Pflanzenteile.

23953_seerose

Seerosen wachsen in den mittleren Breiten häufig auf Seen und Tümpeln oder am Ufer von langsamen Fließgewässern, die reich an Nährstoffen sind.

Anpassungen von Pflanzen in heißen und kalten Gebieten

Pflanzen in sehr heißen und sehr kalten Gegenden sind unterschiedlich an ihren Lebensraum angepasst. In der folgenden Tabelle erhältst du einen Überblick über die verschiedenen Anpassungen.

Pflanzen in sehr heißen und trockenen Gebieten Pflanzen in sehr kalten Gebieten mit wenig Niederschlag
Reflexion von Sonnenlicht Auffangen von Sonnenlicht und Wärme durch wendige Blüten
Speicherung von Wasser flaches Wurzelsystem
Verteidigung gegen Tiere Frostschutzmittel in Pflanzenzelle

Zusammenfassung zum Thema Pflanzen in extremen Lebensräumen

Pflanzen in extremen Lebensräumen haben Strategien und Anpassungen entwickelt, um überleben zu können. Mithilfe dieser Anpassungen können sie bei großer Hitze ihre Temperatur regulieren, für lange Trockenzeiten große Mengen Wasser speichern oder bei Kälte Sonnenlicht einfangen und damit die Samenreifung schneller voranbringen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Pflanzen in extremen Lebensräumen

Warum müssen sich Pflanzen an extreme Lebensräume anpassen?
Wie schützt sich der Köcherbaum vor starker Hitze?
Wie kommt der Saguaro-Kaktus durch die lange Trockenzeit?
Welche Anpassungen zeichnen den Arktischen Mohn aus?
Warum finden sich die Spaltöffnungen der Epidermis einer Seerose auf der Blattoberseite?
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Pflanzen in extremen Lebensräumen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Lerntext Pflanzen in extremen Lebensräumen kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschreibe, wie Pflanzen in extremen Lebensräumen überleben können.

    Tipps

    Achtung! Es hat sich ein falscher Begriff eingeschlichen.

    Pflanzen in extremen Lebensräumen sind an diese optimal angepasst.

    Lösung

    Pflanzen in extremen Lebensräumen sind genau an diese angepasst. Hierfür haben sie spezielle Anpassungen entwickelt. Diese können z. B. den Stamm oder die Wurzeln betreffen. Mit Hilfe dieser Anpassungen können sie beispielsweise Temperaturen regulieren, Wasser speichern und Sonnenlicht auffangen. Kakteen zum Beispiel, wie du sie in der Abbildung siehst, sind optimal an den Lebensraum Wüste angepasst.

  • Beschreibe Anpassungen des Köcherbaums an seinen Lebensraum.

    Tipps

    Schaue dir die obige Abbildung genau an und achte auf die Farbe der Äste.

    Vier Aussagen sind richtig.

    Lösung

    Der Köcherbaum ist optimal an seinen Lebensraum, die Wüste, angepasst. Er besitzt nämlich die Fähigkeit, sich selber vor Erwärmung durch Sonneneinstrahlung zu schützen.

    Der Köcherbaum nimmt Salz aus dem Wüstenboden auf und scheidet dieses auf seinen Ästen als weißes Pulver aus. Dies kannst du auch an der Farbe der Äste auf der Abbildung erkennen. Das weiße Salzpulver reflektiert die Sonne und dadurch erhitzt der Köcherbaum nicht so stark.

  • Erkläre die Anpassung des Saguaro-Kaktus im Detail.

    Tipps

    Schaue dir die Abbildung des Saguaro genau an. Dies hilft dir weiter.

    Der Stamm des Saguaro wird auch häufig mit einem Akkordeon verglichen.

    Dornen haben häufig eine Schutzfunktion.

    Achtung! Nicht alle Elemente sind richtig!

    Lösung

    Du hast nun viel über Pflanzen in extremen Lebensräumen gelernt. Ein Beispiel für eine perfekt an die Wüste angepasste Pflanze ist der Saguaro-Kaktus.

    Da er Wasser in seinem Stamm speichert, gehört er zu den Stammsukkulenten. Sein Stamm besitzt Falten wie ein Akkordeon. So kann er sich bei seltenen Regenfällen ausdehnen und große Mengen Wasser speichern. Das Wasser wird in einem schwammartigen Gewebe gespeichert. Dies ermöglicht ihm, sehr lange Dürreperioden zu überstehen.

    Der Saguaro besitzt keine grünen Blätter, sondern betreibt mit seinem grünen Stamm Fotosynthese. Dieser wird von zahlreichen Dornen unter anderem gegen Tiere geschützt.

  • Vergleiche Anpassungen von Pflanzen in heißen und kalten Gebieten miteinander.

    Tipps

    In heißen und trockenen Gebieten gibt es nicht immer Wasser.

    Der arktische Mohn besitzt potente Blüten.

    Lösung

    Pflanzen in sehr heißen und in sehr kalten Gebieten sind unterschiedlich an ihren Lebensraum angepasst. Hier siehst du noch einmal die Anpassungen im Überblick.

    Pflanzen in sehr heißen und trockenen Gebieten

    • Reflexion von Sonnenlicht
    • Speicherung von Wasser
    • Verteidigung gegen Tiere

    Pflanzen in sehr kalten Gebieten mit nur geringem Niederschlag

    • Meiden oder Tolerieren von Frost
    • Potente Blüten zum Anlocken von Bestäubern
    • Ausbildung eines flachen Wurzelsystems

    Auf der Abbildung siehst du den arktischen Mohn. Dieser besitzt potente Blüten und kann sich um 360° wenden, um sich zur Sonne auszurichten.

  • Gib an, ob die genannten Pflanzen in heißen oder kalten Gebieten vorkommen.

    Tipps

    Zwei Pflanzen wachsen in heißen Gebieten.

    Kakteen sind typische Wüstenpflanzen.

    Lösung

    Es gibt zahlreiche Pflanzen, die an extreme Lebensräume – wie besonders heiße oder besonders kalte Gebiete – angepasst sind. Beispiele für Pflanzen in heißen Gebieten sind der Köcherbaum und der Saguaro-Kaktus. Ein Beispiel für eine Pflanze, die noch bei großer Kälte wachsen kann, wie sie es in arktischen Gebieten gibt, ist der arktische Mohn. Diesen siehst du auch auf der obigen Abbildung.

  • Stelle Anpassungen von Pflanzen an den Lebensraum Wasser dar.

    Tipps

    Die Epidermis umschließt den Stängel und ist auch auf der Blattoberseite zu finden.

    Die Spaltöffnung befindet sich in der Epidermis der Blattoberseite.

    Das Aerenchym sieht aus, als würde es aus Luftblasen bestehen.

    Lösung

    Du hast nun gelernt, dass Pflanzen auch an den Lebensraum Wasser angepasst sein können. Die Seerose mit ihren Schwimmblättern hast du bestimmt schon häufiger gesehen. Die Abbildung verdeutlicht dir noch einmal ihre Anpassungen an den Lebensraum.

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