Physiologie und Anatomie
Photosynthese
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Unter Transpiration verstehst du die Verdunstung von Wasser bei Pflanzen. Wie das funktioniert und welche Einflüsse dabei eine Rolle spielen, erklären wir dir in diesem Beitrag. Schau dir hier direkt unser Video an!

Was ist Transpiration?

Wenn du Sport treibst, fängt dein Körper an zu schwitzen. Das dient dazu, sich vor Überhitzung zu schützen. Den Schutzmechanismus haben nicht nur wir Menschen, sondern auch die Pflanzen.

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Transpiration

Bei den Pflanzen nennst du das „Schwitzen“ Transpiration. Hier verdunstet das Wasser über die Blätter der Pflanzen. Genauer gesagt über Spaltöffnungen (Stomata), die die Pflanzen regulieren können. Neben den Stomata kann die Wasserabgabe der Pflanzen auch über ihre Außenhaut, die du als Kutikula bezeichnest, erfolgen.

Wie viel Wasser abgegeben wird, hängt von dem Standort und der Art der Pflanze ab. 

Transpiration Definition

Transpiration beschreibt die Verdunstung von Wasser über Spaltöffnungen (Stomata) oder die Außenhaut (Kutikula oder Cuticula) der Pflanzen.

Transpiration Pflanze

Bei der Transpiration geben Pflanzen also Wasser ab. Manchmal wird die Transpiration bei Pflanzen mit dem Begriff Evaporation verwechselt. Darunter verstehst du aber die Verdunstung von Wasser auf unbewachsenen, also freien, Boden- und Wasserflächen. 

Pflanzen können also über eine Spaltöffnung oder über die Kutikula Wasser nach außen abgeben. Der Unterschied dabei ist, dass sie nur die Wasserabgabe über die Stomata, also die stomatäre Transpiration, regulieren können. Die cuticuläre Transpiration können die Pflanzen nicht steuern.  

Betrachten wir zuerst die stomatäre Transpiration.

Stomatäre Transpiration

Bei der stomatären Transpiration findet ein Gasaustausch statt. Denn die Pflanzen geben Wasser und Sauerstoff (O2) ab, nehmen dafür aber Kohlenstoffdioxid (CO2) auf. Aber wie kannst du dir den Spalt eigentlich genau vorstellen?

Der Spalt bildet sich zwischen zwei Schließzellen, die Chloroplasten beinhalten. In den Schließzellen (genauer in den Vakuolen ) kann sich ein Zellinnendruck, den du Turgor nennst, ausbilden. Durch den Turgor wird reguliert, wann sich der Spalt öffnet und wann er sich wieder schließt.

Ist der Zellinnendruck in der Schließzelle höher als außerhalb der Zelle, öffnet sich der Spalt. Dann kann die Pflanze Wasser über ihre Blätter abgeben. Sobald der Zellinnendruck geringer ist als außerhalb, schließt sich der Spalt wieder. Dadurch wird die Wasserabgabe verhindert. 

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Stomatäre Transpiration

Cuticuläre Transpiration

Die Kutikula ist eine Wachsschicht, die auf dem Außengewebe (Epidermis) der Pflanzenzelle liegt. Sie schützt die Zelle vor Wasserverlust. Pflanzen können nicht steuern, wann oder wie viel Wasser über die Kutikula abgegeben wird.

Es kommt dabei auf die Dicke der Wachsschicht an: Je dicker sie ist, desto weniger Wasser transpiriert nach außen. Die cuticuläre Transpiration ist allerdings für die Pflanze weniger wichtig als die stomatäre Transpiration. Das liegt daran, dass durch die cuticuläre Transpiration weniger Wasser abgegeben wird (nur etwa 10% der Gesamttranspiration). 

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Kutikuläre Transpiration

Einflüsse auf Transpiration

Die Transpiration bei Pflanzen wird durch mehrere Faktoren beeinflusst. Beispielsweise durch:

  • die Temperatur: Um eine Überhitzung zu vermeiden, nutzt die Pflanze die Kälte, die durch die Verdunstung entsteht. Das heißt konkret: Je wärmer es ist, desto mehr Wasser gibt die Pflanze ab.
  • die Luftfeuchtigkeit: Eine hohe Luftfeuchtigkeit bedeutet, dass viel Wasser in der Luft vorhanden ist. Je höher also die Luftfeuchtigkeit, desto weniger Wasser muss die Pflanze verdunsten.
  • die Lichtintensität: Pflanzen benötigen Licht für die Photosynthese . Bei der Photosynthese nehmen Pflanzen Kohlenstoffdioxid, also CO2 , auf. Deshalb steigt bei hoher Lichtintensität der Bedarf an CO2. Durch die Aufnahme von CO2 öffnen sich die Stomata und Wasser kann transpiriert werden. Also: Je mehr Licht vorhanden ist, desto mehr Wasser verliert die Pflanze. 
  • die Windgeschwindigkeit: Ist die Luftbewegung hoch, wird das verdunstete Wasser schnell abtransportiert. Deswegen gibt die Pflanze dann noch mehr Wasser ab. Das heißt: Je höher die Windgeschwindigkeit, desto mehr Transpiration betreibt die Pflanze.
  • die Wasserverfügbarkeit: Wenn im Boden nicht mehr genug Wasser vorhanden ist, was die Pflanze aufnehmen kann, kann sie auch kein Wasser mehr abgeben. Dann kann sie nicht mehr transpirieren und vertrocknet.

Transpiration Biologie

Je nachdem, um welche Pflanze es sich handelt, verdunstet unterschiedlich viel Wasser. Du kannst grob zwischen drei Pflanzenarten unterscheiden:

  • Trockenpflanzen (Xerophyten)
  • Feuchtpflanzen (Hygrophyten)
  • und Wasserpflanzen (Hydrophyten).

Schauen wir sie uns im Folgenden genauer an.

Trockenpflanzen (Xerophyten)

Trockenpflanzen sind – wie dir der Name schon verrät – an trockenen Standorten zu finden. Um nicht zu vertrocknen, haben sich Pflanzen ihrer Umwelt entsprechend angepasst.

Darunter kannst du zum Beispiel kleine eingerollte Blätter verstehen. Teilweise haben die Trockenpflanzen auch gar keine Blätter. Ihre Spaltöffnungen sind in die Epidermis eingesenkt und ihre Kutikula ist sehr dick. Dadurch geben sie kaum Wasser nach außen ab. Außerdem haben sie oft sehr lange Wurzeln.

Beispiele für Trockenpflanzen sind Kakteen, Lorbeerbäume, Heidekraut und Oleander. 

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Trockenpflanzen

Feuchtpflanzen (Hygrophyten)

Feuchtpflanzen oder auch Hygrophyten findest du an feuchten Standorten. Deshalb haben die Pflanzen hier besondere Merkmale entwickelt, die die Verdunstung von Wasser erhöhen. Hygrophyten haben – im Gegensatz zu den Trockenpflanzen – daher große, dünne Blätter. Ihre Spaltöffnungen ragen über die Epidermis heraus und die Wachsschicht ist sehr dünn. Dadurch wird das Transpirieren begünstigt. Sie erfolgt hier oft durch Guttation (Tröpfchenbildung). Die Wurzeln der Feuchtpflanzen sind meist sehr flach.

Beispiele für Feuchtpflanzen sind einige Farne, Aronstabgewächse, Begonien und Springkraut. 

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Feuchtpflanzen

Wasserpflanzen (Hydrophyten)

Pflanzen, die an das Leben im Wasser angepasst sind, nennst du Wasserpflanzen oder Hydrophyten. Merkmale der Hydrophyten sind stark gegliederte Blätter, wobei die Spaltöffnungen nur auf der Oberseite der Blätter sind. Das kannst du sehr gut sehen, wenn du mit einem Mikroskop einen Blattquerschnitt über die Hydrophyten machst (z.B. bei der Seerose). 

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Spaltöffnung bei Wasserpflanzen

Die Wasserabgabe erfolgt bei Wasserpflanzen über eine sehr dünne Kutikula. Damit die Pflanzen unter Wasser nicht „ersticken“, benötigen sie Luft. Für die Speicherung der Luft besitzen sie im Inneren ihrer Zellen einen großen Raum. Die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid (CO2), Sauerstoff (O2) und Mineralien erfolgt über die gesamte Oberfläche der Pflanze. Wasserpflanzen haben meist keine Wurzeln.

Bekannte Beispiele hierfür sind die Seerose, das Tausendblatt, die Wasserpest und das Hornblatt.

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Wasserpflanzen

Transpiration Diffusion

Bei einer Transpiration geben Pflanzen Wasser an ihre Umgebung ab, wenn der Zellinnendruck stärker ist als der Druck außerhalb der Zelle. Du kannst also sagen, dass Pflanzen aufgrund eines Druckunterschieds Wasser transportieren. Einen solchen Transportvorgang in der Biologie nennst du Diffusion . Auch wenn du dir einen Tee zubereitest beobachtest du eine Diffusion. Schau dir jetzt unser Video dazu an und finde heraus, wieso!

Zum Video: Diffusion
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