Wie kommt das Wasser in die Baumwipfel?

Das ist Bernhard. Er fragt sich gerade wie das Wasser aus dem Boden bis nach oben in die Spitze einer Pflanze steigen kann. Mhm, bei kleineren Gewächsen reicht der osmotische Druck in den Wurzelspitzen aus um das Wasser immerhin bis in eine Höhe von einem Meter fünfzig hinaufzupumpen. Aber wie sieht es mit größeren Pflanzen aus? Nehmen wir einen mittelgroßen Baum als Beispiel. Durch Verdunstung in den Blättern entsteht ein Sog, der Wasser und Nährsalze nach oben zieht. Der kann tagsüber bei heißem Wetter so stark werden, dass der Baum seinen Durchmesser verringert. Wow, eine Art Strohhalm-Effekt. Schauen wir doch mal hinein in den Baum. Der äußere Bereich des hölzernen Teils interessiert uns besonders. Hier befinden sich kleine, röhrenartige Gefäße, in denen die Wasserlösung nach oben saust, Tracheengefäße. Sie bilden das Xylem. Während diese Leitungen bei Nadelbäumen durch Zellwände unterbrochen sind, kann das Wasser bei den Laubbäumen nahezu ungehindert nach oben strömen. Der größte gemessene Baum war übrigens ein Eukalyptus mit sensationellen 132 Metern Höhe. Tja, aber warum wachsen Bäume eigentlich nicht weiter in den Himmel? Der Wasserfaden in den Tracheenleitungen wird durch die Kohäsionskräfte zusammengehalten. Man hat herausgefunden, dass in 150 Metern Höhe das Maximum erreicht ist. Stiege das Wasser weiter, würde der Wasserfaden reißen und die Versorgung mit den wertvollen Nährstoffen wäre unterbrochen. Aber kann das Wasser eigentlich auch in die andere Richtung fließen? Im Laub wird mit Hilfe der Photosynthese eine zuckerhaltige Nährlösung erzeugt, die an verschiedene Orte im Baum transportiert werden kann. Während die Wasser-Salz-Lösung aus dem Boden über die Tracheen nach oben transportiert wird, werden für die Nährlösung andere Gefäße benutzt, die Siebgefäße. Das sind lebende Zellen, die durch Siebe verbunden sind. Sie befinden sich im Bast der Baumrinde, also weiter außen, als die Tracheengefäße. Man nennt sie zusammen das Phloem. Wenn du willst, dann ist das wie ein Fahrstuhl. Das Xylem bringt Wasser und Salze nach oben, während die angefertigte Nährlösung in den Gefäßen des Phloems wieder nach unten gepumpt wird. Hier eine Eselsbrücke für die Fließrichtung innerhalb von Xylem und Phloem. Das Xylophon erzeugt immer höhere Töne, während der Floh vom Tisch springt. Aber es gibt auch noch eine dritte Richtung in der gelöste Stoffe bewegt werden und zwar radial von außen nach innen. In den sogenannten Holzstrahlen werden im Winter Fette und Kohlenhydrate gelagert, sozusagen als Winterlager. Außerdem spielen sie eine wichtige Rolle beim Übergang von Splintholz zu Kernholz. Schauen wir uns mal die einzelnen Schichten eines Baumes an. Der ziemlich weit außen sitzende Kambiumring bildet ständig neue Zellen. Nach außen wird daraus der Bast, nach innen ist es Holz. Das noch junge Holz nennt man Splintholz. Es enthält die Tracheen des Xylems, hier wird also das Wasser nach oben gesogen. Ganz innen befindet sich dann noch das aus toten Zellen bestehende Kernholz. Die Rinde außerhalb des feinen Kambiumringes besteht zunächst aus der lebenden Bastschicht mit den Siebröhren, also dem Phloem, und ganz außen befindet sich die Borke. Jetzt wollen wir uns mal den Ursprung für den Wassertransport ansehen. Die Wurzeln schieben sich bei ihrer Suche nach Wasser dauernd weiter in die Erde hinein. An ihren Spitzen gibt es winzige Wurzelhaare, die sich immer wieder erneuern. Hier findet auch die Aufnahme von Nährstoffen statt. Die vom Baum erzeugten Assimilate, also vor allem die Zuckerbestandteile, werden dem Boden im Tausch gegen benötigte Salzionen angeboten. Die werden in den Zentralzylinder im Inneren der Wurzel gepumpt und ab geht es wieder nach oben in den Baumwipfel. Wie geht es weiter? Der größte Teil der Verdunstung findet auf der Blattunterseite statt. Zahlreiche winzige Blattöffnungen sorgen für die Verdunstung. Eine Spaltöffnung oder Stoma ähnelt einem kleinen Mund, der sich je nach Wetter, Tageszeit und Wasservorrat öffnet oder schließt. Dadurch, dass der Wassergehalt innerhalb der Pflanze größer ist als in der Luft, kommt es zur Verdunstung. Im Blattquerschnitt erkennen wir vier Schichten. Die Epidermis, also Außenhaut oben und unten, das Palisadengewebe und das Schwammgewebe, in dem sich die Atemhöhlen mit den Spaltöffnungen oder Stomata befinden. Der Wasserdampf entsteht in den Atemhöhlen und wird durch die geöffneten Stomata nach außen gesogen. Übrigens hat ein Buchenblatt über 300 Spaltöffnungen pro Quadratmillimeter. Ein mittelgroßer Laubbaum kann auf diese Art bei heißem Wetter bis zu 400 Liter Wasser am Tag verdunsten. Kein Wunder, dass es im Sommer angenehm kühl unter Bäumen ist. So, das war's. Danke für's Zuschauen. Tschüss!