Transpiration

Wasser wird in den Gefäßen der Sprossachse bis in die Blätter geleitet. Von dort gelangt es in die Interzellularen und als Wasserdampf durch die Spaltöffnungen nach außen. Die Abgabe von Wasser in Form von Wasserdampf aus dem Laubblatt wird als Transpiration bezeichnet. Die Wasserdampfabgabe wird durch die Spaltöffnungen reguliert.

Bau und Funktion der Spaltöffnungen

Eine Spaltöffnung besteht aus zwei Schließzellen und einem Spalt. Aufgrund von Veränderungen des Zellinnendrucks in den Schließzellen durch unterschiedlich hohes Wasserangebot kommt es zu Öffnungs- und Schließbewegungen der Spaltöffnungen.

Bei hohem Zellinnendruck in den Schließzellen erweitert sich der Spalt. Dann kann Wasserdampf aus dem Laubblatt abgegeben werden. Bei niedrigem Zellinnendruck in den Schließzellen verengt sich der Spalt. Die Wasserdampfabgabe aus dem Laubblatt wird verhindert.
Die Transpiration durch die Spaltöffnungen lässt sich experimentell gut nachweisen. Im einfachsten Fall kann eine Topfpflanze unter eine Glasglocke gestellt werden. Ein Beschlagen der Wand würde die Wasserdampfabgabe anzeigen. Um die Transpiration mengenmäßig zu erfassen, wird ein Spross in einen Messzylinder mit Wasser gestellt.
Durch die Zugabe einiger Tropfen Öl wird die direkte Wasserverdunstung aus dem Messzylinder verhindert. Die von der Pflanze in einer bestimmten Zeit abgegebene Wassermenge kann an dem Messzylinder direkt abgelesen werden.

Einflüsse auf die Transpiration

Die Transpiration wird von abiotischen Umweltfaktoren, z. B. der Temperatur, der Luftbewegung (Wind) und der Luftfeuchtigkeit beeinflusst.
Eine Temperaturerhöhung, eine starke Luftbewegung und eine niedrige Luftfeuchtigkeit fördern die Transpiration. Je größer der Unterschied zwischen dem Gehalt an Wasserteilchen in den Interzellularen der Laubblätter und der Außenluft ist (z. B. bei niedriger Luftfeuchtigkeit oder bei schnellem Abtransport der Wasserteilchen durch den Wind), desto stärker ist die Transpiration.
Niedrige Temperaturen, eine hohe Luftfeuchtigkeit und eine geringe Luftbewegung hemmen dagegen die Transpiration. So gibt zum Beispiel eine Birke mit 200 000 Laubblättern an einem sonnigen, windigen Tag 300 Liter Wasser, an einem kühlen, regnerischen Tag nur 60 Liter Wasser aus den Laubblättern ab. Die Menge des durch Transpiration abgegebenen Wassers ist also recht beachtlich. Man hat bei Messungen in einem Buchenwald beispielsweise festgestellt, dass etwa 60 Prozent des jährlichen Niederschlags wieder als Transpirationswasser an die Umgebung abgegeben wurde.

Anpassungen der Pflanzen

Pflanzen besitzen in Anpassung an ihren Lebensraum spezifische Einrichtungen, die die Transpiration regulieren.
Trockenpflanzen (Xerophyten) sind Pflanzen trockener Standorte mit Einrichtungen zur Verringerung der Wasserdampfabgabe. Besondere Merkmale sind kleine Blätter, die eingerollt sind oder auch ganz fehlen können. Die Spaltöffnungen sind in die Epidermis eingesenkt, die Kutikula ist stark ausgeprägt und dicht behaart. Die Transpiration wird erheblich eingeschränkt. Es wird Gewebe zur Wasserspeicherung ausgebildet. Der Wuchs ist kugel- oder säulenförmig und die Wurzelsysteme reichen meist tief.
Beispiele für Trockenpflanzen sind Kakteen, Lorbeerbaum, Myrte, Heidekraut und Oleander.

Feuchtpflanzen (Hygrophyten) sind Pflanzen feuchter Standorte mit Einrichtungen zur Erhöhung der Wasserdampfabgabe. Besondere Merkmale sind die dünnen und großflächigen Blätter. Die Spaltöffnungen sind über die Epidermis erhoben, die Kutikula ist dünn, oft sind auch lebende Haare zu finden. Die Wasserabgabe erfolgt oft durch Guttation (Tröpfchenbildung) und der Gasaustausch über die Spaltöffnungen. Die Mineralstoff- und Wasseraufnahme wird vorrangig durch oft flache Wurzelsysteme möglich. Zu den Feuchtpflanzen gehören beispielsweise einige Farne, Aronstabgewächse, Begonien und Springkraut.

Wasserpflanzen (Hydrophyten) sind Pflanzen, die an das Leben im Wasser angepasst sind und Einrichtungen zur Wasserdampfabgabe besitzen. Die besonderen Merkmale sind stark gegliederte Blätter ohne Spaltöffnungen, mit einer schwach ausgebildeten Kutikula, aber großen Interzellularräumen zur Speicherung von Luft. Die Aufnahme von gelöstem Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff und Mineralstoffen erfolgt durch die gesamte Oberfläche. Die Wurzeln fehlen oder sind zurückgebildet.
Zu den Wasserpflanzen gehören z. B. Tausendblatt, Wasserpest, Hornblatt und Seerose.