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Wurzel – Bau und Funktion

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Team Digital
Wurzel – Bau und Funktion
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Grundlagen zum Thema Wurzel – Bau und Funktion

Inhalt

Die Wurzel – Biologie

Mit Sicherheit hast du schon einmal die Wurzel einer Pflanze gesehen. Wenn du eine Blume aus der Erde ziehst, dann befindet sich daran eine Wurzel. Wenn du im Wald spazieren gehst, kann es sogar passieren, dass du über eine Baumwurzel stolperst, da sich diese zum Teil über dem Erdboden ausbreiten.
Die Wurzel zählt per Definition zu den Pflanzenorganen, die verschiedene für Pflanzen lebenswichtige Funktionen erfüllen. Welche Funktionen die Wurzel ausübt, schauen wir uns im Folgenden an.

Die Wurzel – Funktionen

Die Wurzel dient insbesondere zur Befestigung der Pflanze im Boden. Sie verankert die Pflanze im Boden, sodass sie selbst bei starken Winden nicht umfällt.
Die zweite Hauptfunktion der Wurzel ist dir mit Sicherheit bewusst: die Wasser- und Nährstoffaufnahme. Die Wurzel nimmt das Wasser und die Nährstoffe aus dem umgebenden Boden auf und versorgt die Pflanze mit diesen Stoffen.

Die Wurzel – Arten

Je nach Standort, Umweltbedingungen und Pflanzenart bilden sich unterschiedliche Wurzelformen aus. Anhand dieser unterscheidet man Pflanzen zwischen:

  • Tiefwurzlern
  • Flachwurzlern
  • Herzwurzlern

Von diesen Namen kannst du dir bestimmt schon ableiten, wie die jeweiligen Wurzelsysteme ausgebildet sind.

Wurzelarten Tiefwurzler Flachwurzler Herzwurzler

Die Hauptwurzeln (Pfahlwurzeln) von Tiefwurzlern, zum Beispiel die der Kiefer, ragen tief in den Erdboden hinein. Diese Bäume haben eine hohe Standfestigkeit. Außerdem können sie viele Erdschichten durchdringen und erreichen Wasservorräte in den unteren Bodenschichten (Grundwasser).

Flachwurzler, wie zum Beispiel die Fichte, haben Wurzelsysteme, die sich lediglich in den oberen Bodenschichten ausbreiten. Daher ist ihre Standfestigkeit deutlich geringer als die der Tiefwurzler. Bei einem starken Sturm kommt es daher schon einmal zum Windwurf, also zur Entwurzelung des Baums. Außerdem reichen die Wurzeln von Flachwurzlern nicht in untere Erdschichten, sodass sie auf regelmäßig fallenden Niederschlag angewiesen sind.

Herzwurzler, wie zum Beispiel die Buche, haben sowohl sich flach ausbreitende als auch tiefreichende Wurzeln. Da sie somit Regenwasser aufnehmen können, aber auch an Wasservorräte in unteren Erdschichten gelangen, können sie sich flexibel an die Boden- und Wetterverhältnisse anpassen.

Die Wurzel – Aufbau und Wasseraufnahme

Um zu verstehen, wie genau die Wurzel Wasser aus dem Erdboden aufnehmen kann, schauen wir uns zunächst den Aufbau einer Wurzel an.

Wie ist eine Wurzel aufgebaut?

Die Rhizodermis, auch Wurzelepidermis oder Wurzelhaut, ist das äußerste Gewebe der Wurzel. Sie bildet schlauchartige Ausstülpungen, die auch als Wurzelhaare bezeichnet werden. Dadurch wird ihre Oberfläche enorm vergrößert, sodass mehr Wasser von außen aufgenommen werden kann.

Einige Pflanzen, wie zum Beispiel Palmenpflanzen, bilden am Stamm oder an der Wurzel selbst dornenartige Seitenwurzeln aus. Diese sogenannten Wurzeldornen dienen insbesondere dem Schutz der Pflanze vor Fressfeinden.

Die Wurzelrinde nimmt einen großen Teil der Wurzel ein. Sie ist ein Gewebe, das dem Stoffaustausch zwischen der Rhizodermis und den weiter innen liegenden Wurzelbestandteilen dient.

Beschriftete Wurzel

Der Zentralzylinder enthält die Leitbündel der Pflanze. Die Leitbündel kann man in zwei verschiedene Leitgewebe unterteilen: Das Xylem dient dem Transport des aufgenommenen Wassers und der Nährstoffe hinauf bis in die Blätter der Pflanze. Im Phloem hingegen wird insbesondere der aus der Fotosynthese gewonnene Zucker von den Blättern hinab bis in die Speicherorgane der Pflanze transportiert.

Die Endodermis umgibt den Zentralzylinder. Sie dient als Schutz und reguliert den Durchtritt von Wasser und Nährstoffen.

Wie funktioniert die Wasseraufnahme in der Wurzel?

Grundlegend für die Wasseraufnahme ist, dass das Bodenwasser in der Umgebung der Wurzel weniger Salze enthält als die Wurzel selbst. Um diesen Konzentrationsunterschied auszugleichen, diffundiert Wasser durch die Membran der Wurzelhaarzellen in die Wurzel hinein. Andersherum ist der Konzentrationsausgleich nicht möglich: Die Membran ist semipermeabel und lässt nur Wasser, nicht aber die größeren Salzteilchen hindurch. Diesen Prozess bezeichnet man als Osmose.
Auch innerhalb der Wurzel selbst herrscht ein Konzentrationsunterschied: Innen liegende Gewebeschichten enthalten mehr Salze als außen liegende. So nimmt der Salzgehalt von den Wurzelhaarzellen bis hin zum Zentralzylinder zu. Somit findet auch zwischen diesen Geweben der Wassertransport mittels Osmose statt.

Wenn du mehr Details über die Wasseraufnahme der Wurzel und den anschließenden Wassertransport in den Leitbündeln erfahren möchtest, empfehlen wir dir das Video zum Wassertransport in Pflanzen.

Die Wurzel - kurze Zusammenfassung

In diesem Video wird dir die Wurzel mitsamt ihrer Aufgaben einfach erklärt. Du weißt nun, nach welchen Wurzeltypen man Bäume unterscheiden kann, wie eine Wurzel aufgebaut ist und wie die Wasseraufnahme mithilfe von Wurzeln funktioniert. Auch zu diesem Thema findest du interaktive Übungen und ein Arbeitsblatt. Du kannst dein neu erworbenes Wissen also sogleich testen.

Transkript Wurzel – Bau und Funktion

Diese Bären wollen wohl hoch hinauf. Wie kann der Baum dieses Gewicht an nur einer Seite aushalten? Müsste er nicht umkippen? Das hat er seinen Wurzeln zu verdanken. Schauen wir uns doch einmal den Aufbau und die Funktion der Wurzel genauer an. Die Wurzel ist ein Pflanzenorgan, das wichtige Aufgaben erfüllt. Eine dieser Aufgaben hast du gerade gesehen: Es ist die „Verankerung der Pflanze im Boden“. Diese gibt der Pflanze Halt, sodass sie selbst bei starkem Wind nicht so leicht umkippt. Bei einigen Pflanzen wachsen die Wurzeln TIEF in den Boden. Sie werden daher auch „Tiefwurzler“ genannt. Zu ihnen gehört beispielsweise die Kiefer. Es gibt auch Pflanzen, deren Wurzeln sich FLACH unter der Bodenoberfläche ausbreiten. Kannst du dir schon denken, wie sie genannt werden? Flachwurzler. Ihre Standfestigkeit ist geringer als die der Tiefwurzler. Bei starken Stürmen kippen sie also leichter um, so wie diese Fichte. Es gibt auch eine Mischform. Pflanzen, deren Wurzeln in alle Richtungen vordringen, werden „Herzwurzler“ genannt. Dazu gehört zum Beispiel die Buche. Neben der Verankerung ist die Hauptfunktion der Wurzel die „Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen“. Tiefwurzler erreichen mit ihren Wurzeln Wasservorräte in tiefen Erdschichten. Flachwurzler können dagegen Oberflächenwasser wie Regenwasser direkt abfangen. Sie sind daher im Gegensatz zu Tiefwurzlern auf regelmäßigen Regen angewiesen. Herzwurzler können sich flexibel an die Boden- und Wasserverhältnisse anpassen. So können sie Oberflächenwasser direkt abfangen und bei längerer Trockenheit Wasser in tiefen Erdschichten nutzen. Um zu verstehen, wie die Wasseraufnahme funktioniert, schauen wir uns den Aufbau der Wurzel genauer an. Die äußerste Zellschicht der Wurzel wird als „Rhizodermis“ oder auch „Wurzelhaut“ bezeichnet. Sie bildet „Wurzelhaare“ aus, die die Oberfläche deutlich vergrößern, damit mehr Wasser- und Mineralstoffe aufgenommen werden können. Durch die Zellen der „Wurzelrinde“ werden Wasser und Mineralstoffe bis zum inneren „Zentralzylinder“ transportiert. Die innerste Rindenschicht ist die „Endodermis“. Sie kontrolliert den Durchtritt von Wasser und Mineralstoffen in den Zentralzylinder. Betrachten wir nun einmal den Querschnitt der Wurzel. Der Zentralzylinder enthält Leitungsbahnen, sogenannte „Leitbündel“, die in alle Pflanzenorgane führen. Die Leitbündel bestehen aus dem „Xylem“ und dem „Phloem“. Die Leitbündel bestehen aus dem Xylem und dem Phloem. Das „Xylem“ dient dem Transport von „Wasser“ und darin gelösten Mineralstoffen von der Wurzel bis hoch zu den Blättern. Wasser und Nährstoffe können aber nicht nur in eine Richtung transportiert werden. Das „Phloem“ dient dazu Nährstoffe wie „Zucker“, die in den Blättern der Pflanze gebildet werden, in die Teile der Pflanze zu transportieren, in der sie gebraucht oder gespeichert werden, also auch in die Wurzel. Doch wie gelangt das Wasser im Boden bis zum Xylem? Schauen wir uns die Wasseraufnahme einmal im Längsschnitt genauer an. Wieso nimmt die Wurzel also nun Wasser auf? Das liegt an der unterschiedlichen Salzkonzentration. Im Bodenwasser ist diese recht niedrig. In den Wurzelhaarzellen ist sie schon deutlich höher und nimmt bis zum Zentralzylinder zu. Die Natur versucht solche Konzentrationsunterschiede auszugleichen. Da die Salze allerdings nicht ohne Weiteres die Zellmembranen passieren können, muss stattdessen Wasser in die Zellen hineinströmen. Dieser Vorgang des Konzentrationsausgleichs durch eine halbdurchlässige Membran wird „Osmose“ genannt. Durch Osmose gelangt das Wasser bis zum „Zentralzylinder“. Zum Schluss schauen wir uns noch das Wurzelwachstum an. Dieses findet an der Wurzelspitze statt. Im sogenannten „Bildungsgewebe“ teilen sich die Zellen. Die durch Zellteilung neu gebildeten Zellen strecken sich durch Wasseraufnahme und wachsen so in die Länge. Geschützt wird das empfindliche Bildungsgewebe durch die Wurzelhaube. Fassen wir kurz zusammen: Je nachdem, wie sich die Wurzeln ausdehnen, unterscheidet man zwischen „Tiefwurzlern“, „Flachwurzlern“ und „Herzwurzlern“. Die Hauptfunktionen der Wurzel sind die „Verankerung der Pflanze im Boden“ und die „Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen“. Die Wasseraufnahme in die Wurzelhaarzellen geschieht durch „Osmose“. Von den „Wurzelhaarzellen“, die von der „Rhizodermis“ gebildet werden, gelangt das Wasser dann ebenfalls durch Osmose über die „Wurzelrinde“ und „Endodermis“ bis hin zum „Zentralzylinder“. Durch das „Xylem“ im Zentralzylinder wird das Wasser von der Wurzel bis zu den Blättern transportiert. Was machen eigentlich unsere Bären? Das war wohl zu viel Gewicht für den Ast!

2 Kommentare

2 Kommentare
  1. Gut erklärt ich hab’s verstanden👍

    Von Chang 3c, vor 3 Monaten
  2. es ist ser cool.:)

    Von Luna, vor etwa einem Jahr

Wurzel – Bau und Funktion Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wurzel – Bau und Funktion kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne die Wurzelsysteme.

    Tipps

    Pflanzen, bei denen die Wurzeln tief in den Boden wachsen, werden Tiefwurzler genannt.

    Es gibt auch Pflanzen, deren Wurzeln sich flach unter der Bodenoberfläche ausbreiten. Sie werden daher Flachwurzler genannt.

    Es gibt auch eine Mischform. Pflanzen, deren Wurzeln in alle Richtungen vordringen, werden Herzwurzler genannt.

    Lösung

    Bei einigen Pflanzen wachsen die Wurzeln tief in den Boden. Sie werden daher auch Tiefwurzler genannt.
    Zu ihnen gehört beispielsweise die Kiefer.

    Es gibt auch Pflanzen, deren Wurzeln sich flach unter der Bodenoberfläche ausbreiten. Sie werden daher Flachwurzler genannt.
    Zu ihnen gehört zum Beispiel die Fichte.

    Es gibt auch eine Mischform. Pflanzen, deren Wurzeln in alle Richtungen vordringen, werden Herzwurzler genannt.
    Dazu gehört zum Beispiel die Buche.

  • Gib die besonderen Funktionen der Wurzelsysteme an.

    Tipps

    Nur eine der Aussagen ist falsch.

    Je tiefer die Wurzeln eines Baumes in den Boden hineinwachsen, umso höher ist seine Standfestigkeit.

    Lösung

    Die Hauptfunktion der Wurzel ist die Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen.

    Pflanzen, deren Wurzeln tief in den Boden hineinwachsen, nennt man Tiefwurzler.
    Tiefwurzler erreichen mit ihren Wurzeln Wasservorräte in tiefen Erdschichten.

    Pflanzen, deren Wurzeln sich flach unter der Bodenoberfläche ausbreiten, nennt man Flachwurzler.
    Flachwurzler können Oberflächenwasser wie Regenwasser direkt abfangen.
    Sie sind daher im Gegensatz zu Tiefwurzlern auf regelmäßigen Regen angewiesen.
    Ihre Standfestigkeit ist dafür geringer als die der Tiefwurzler.
    Bei starken Stürmen kippen sie also leichter um.

    Die Mischform dieser beiden Wurzelsysteme nennt man Herzwurzler.
    Herzwurzler können sich flexibel an die Boden- und Wasserverhältnisse anpassen.
    So können sie Oberflächenwasser direkt abfangen und bei längerer Trockenheit Wasser in tiefen Erdschichten nutzen.

  • Benenne die Bestandteile der Wurzel.

    Tipps

    Ein Begriff bleibt übrig.

    Die äußerste Zellschicht der Wurzel wird als Rhizodermis oder auch Wurzelhaut bezeichnet.

    Der Zentralzylinder bildet das Innerste der Wurzel.

    Die Wurzelrinde liegt zwischen der Wurzelhaut und der Endodermis.

    Die Endodermis liegt zwischen der Wurzelrinde und dem Zentralzylinder.

    Lösung

    Die äußerste Zellschicht der Wurzel wird als Rhizodermis oder auch Wurzelhaut bezeichnet. Sie bildet Wurzelhaare aus, die die Oberfläche deutlich vergrößern, damit mehr Wasser- und Mineralstoffe aufgenommen werden können.
    Unter der Wurzelhaut liegt die Wurzelrinde.
    Die innerste Rindenschicht ist die Endodermis. Sie liegt zwischen der Wurzelrinde und dem Zentralzylinder.
    Der Zentralzylinder bildet das Innerste der Wurzel. Durch ihn werden Nährstoffe und Wasser innerhalb der Pflanze transportiert.

  • Beschreibe die Funktionen der Wurzelbestandteile.

    Tipps

    Xylem und Phloem liegen im Zentralzylinder und transportieren Stoffe innerhalb der Pflanze.

    Überlege einmal, wo unsere Haut liegt. Dann kannst du sicher auch vermuten, wo sich die Wurzelhaut befindet.

    Lösung

    Die äußerste Zellschicht der Wurzel wird als Rhizodermis oder auch Wurzelhaut bezeichnet.
    Sie dient der Aufnahme von Wasser und gelösten Mineralstoffen.
    Zudem bildet sie Wurzelhaare aus, die die Oberfläche deutlich vergrößern, damit mehr Wasser- und Mineralstoffe aufgenommen werden können.

    Der Zentralzylinder liegt innerhalb der Pflanze und enthält Leitungsbahnen, sogenannte Leitbündel, die in alle Pflanzenorgane führen.
    Die Leitbündel bestehen aus dem Xylem und dem Phloem.

    Das Xylem dient dem Transport von Wasser und darin gelösten Mineralstoffen von der Wurzel bis hoch in die Blätter.

    Das Phloem dient dazu, Nährstoffe wie Zucker, die in den Blättern der Pflanze gebildet werden, in die Teile der Pflanze zu transportieren, in denen sie gebraucht oder gespeichert werden, also auch in die Wurzel.

  • Nenne den Begriff, der die Grundlage für die Wasseraufnahme aus dem Boden beschreibt.

    Tipps

    Nur eine der Antworten ist richtig.

    Die Leitbündel bestehen aus dem Xylem und dem Phloem. Diese Begriffe beschreiben keine Vorgänge, sondern Bestandteile der Pflanze.

    Lösung

    Der Vorgang des Konzentrationsausgleichs durch eine halbdurchlässige Membran wird Osmose genannt.

  • Erkläre den Vorgang der Wasseraufnahme aus der Umgebung in die Wurzeln.

    Tipps

    Drei Wörter bleiben übrig.

    Die Konzentration an Salzen steigt vom Bodenwasser über die Wurzelhaarzellen bis zum Zentralzylinder an.

    Lösung

    Dass die Wurzel Wasser aus der Umgebung aufnimmt, liegt an der unterschiedlichen Salzkonzentration.
    Im Bodenwasser ist diese recht niedrig. In den Wurzelhaarzellen ist sie schon deutlich höher und nimmt bis zum Zentralzylinder zu.
    Die Natur versucht, solche Konzentrationsunterschiede auszugleichen.
    Da die Salze allerdings nicht ohne Weiteres die Zellmembranen passieren können, muss stattdessen Wasser in die Zellen hineinströmen. Dieser Vorgang des Konzentrationsausgleichs durch eine halbdurchlässige Membran wird Osmose genannt.
    Durch Osmose gelangt das Wasser bis zum Zentralzylinder.

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