Deep Dive: Wasser

Als bewanderter Mensch weißt du: Wasser ist der Ursprung allen Lebens auf unserer Erde. Seit vier Milliarden Jahren existiert es auf unserem Planeten. Das ist etwa 1,5 Billionen Mal schlafen. Theoretisch kann sich ab diesem Zeitpunkt bereits Leben auf unserer Erde gebildet haben. Denn Wasser ist nicht bloß der größte Segen bei etwa 35 Grad Celsius im Schatten, sondern auch ein fantastisches Lösungsmittel. Verschiedene Arten von Molekülen können im Wasser gelöst werden und miteinander interagieren. So sind auch die ersten Aminosäuren entstanden, die wiederum die ersten organischen Zusammensetzungen bildeten. Der erste der Grundbaustein für Pflanzen war gelegt!

Basics: Warum ist Wasser für Pflanzen so wichtig?

Blätter bestehen zu etwa 90 Prozent aus Wasser – es erfüllt entsprechend viele wichtige Funktionen in Pflanzen. Wenn du willst, kannst du es genauso gut als das Blut der Pflanzen sehen. Durch das kalte Nass nimmt dein Pflänzchen Nährstoffe auf und kann sie innerhalb überall dorthin transportieren, wo sie benötigt werden.

Wasser sorgt dafür, dass deine Pflanzen nicht schlapp machen. Aber Vorsicht: In diesem Fall hilft viel nicht viel! Genauer gesagt schadet eine zu großzügige Menge Wasser deinen Pflanzen sogar. Sie ertrinken dann wortwörtlich. Staunässe können sie partout nicht ab. Die Wurzeln beginnen zu faulen und du willst dir einmal mehr denken, du hättest keinen grünen Daumen. Aber deswegen bist du ja hier! Wir ändern das.

Wie transportiert meine Pflanze Wasser? Und was ist da drin?

Es ist so: Wasser und die darin gelösten Mineralstoffe im Boden werden von den meisten Pflanzen hauptsächlich durch die Wurzeln aufgenommen. Ihre fünf Lieblingsmineralien sind zugleich auch die wichtigsten, da sie in großen Mengen benötigt werden. Die Mineralien hören auf die Namen Stickstoff, Phosphor, Kalium, Kalzium und Magnesium. Sie stellen sozusagen die Nahrung der Pflanzen dar.

Aber wie gelangt das nährstoffreiche Wasser bis in die Blattspitzen?

Eine großartige Frage! Um zu verstehen, wie sich das Wasser bis an die Blattspitzen kämpfen kann, müssen wir die Blätter genauer betrachten: An den Blattoberflächen befinden sich klitzekleine Spaltöffnungen, die sich Stomata nennen.

Sie sind unter anderem dafür verantwortlich, dass das Wasser verdunstet. Wie das sein kann? Nun, das liegt an dem Unterschied der sogenannten Wasserdampfkonzentration des Blatts und der jeweiligen Umgebung. In den Blättern deiner Pflanzen herrscht nämlich eine deutlich höhere Wasserdampfkonzentration als in der Umgebung. Wenn nun die Außenzellen Wasser an ihre Umwelt abgeben, enthalten die Zellen natürlich weniger Wasser als die Zellen im Pflanzeninneren. Dadurch entsteht ein negativer Druck (auch negativer Turgordruck genannt). Dieser sorgt dafür, dass das Wasser innerhalb der Pflanze nach oben gesogen wird, um einen Wasserverlust auszugleichen. Und das ist der Moment where the magic happens: Auf diese Weise wird das Wasser durch die Wasserabgabe an den Blattspitzen durch die ganze Pflanze gepumpt – egal ob bei dem kletternden Philodendron zu Hause oder bei den Baumriesen im Regenwald.

Funfact: Wusstest du, dass Bäume nicht höher als 130 Meter werden können? Der niedrige Wasserdruck sorgt ab einer gewissen Höhe für sogenannten Wasserstress in den Spitzen, welches zu kleineren Blättern und weniger Fotosynthese führt.

Hilfe, meine Pflanze tropft!

Vielleicht ist dir schon mal folgendes Phänomen begegnet: Deine Pflanze gibt Wasser in Tropfenform ab. Wenn das passiert, sprechen wir von einer Guttation. Die Ursache dafür ist eine hohe relative Luftfeuchtigkeit um deine Pflanze herum. Die Luftfeuchtigkeit macht deiner Pflanze in Sachen Wasser transpirieren, also Wasser an die Luft abgeben, quasi einen Strich durch die Rechnung. Dadurch dass die Wurzeln weiterhin Mineralien und Wasser aufnehmen, entsteht ein Druck, der die Pflanze Wasser in Tropfenform absondern lässt. Fertig ist die Guttation!

Wie viel Wasser braucht meine Pflanze?

Die Welt der Pflanzen ist vielfältig. Wie wir Menschen, so hat auch jede Pflanze ihre eigenen Vorlieben. Meistens stehen diese in direktem Bezug zu ihrer Umgebung. So wäre es für einen Kaktus beispielsweise denkbar ungünstig, wenn es ihn täglich nach einem halben Liter Wasser durstet. Daraus können wir also schließen, dass Pflanzen je nach Region an unterschiedliche Wasservorkommen gewöhnt sind. Sonneneinstrahlung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und damit auch die Jahreszeit, gehören zu den elementarsten Faktoren, die den Wasserbedarf beeinflussen. Hier ein paar Beispiele für dich:

Tropische Pflanzen

Tropische Pflanzen sind jene, die nahe dem Äquator, also bis ungefähr zum zehnten Grad südlicher sowie nördlicher Breite, leben. Sie haben sich über Millionen von Jahren an das hohe Wasseraufkommen und die hohe Luftfeuchtigkeit in den Gebieten gewöhnt und können jetzt nicht mehr ohne. Deswegen sind sie auch wenig flexibel, wenn es zu sogenanntem Wasserstress kommt. Niemand kann es ihnen übelnehmen.

So gehen sie mit dem Wasserüberfluss um:

Ihre Poren sind so groß, dass sie relativ viel Wasser transpirieren können.
Durch sogenannte Wasserspalten in den Blättern können sie aktiv Wasser in Form von Tropfen abgeben (Guttation).
Viele tropische Pflanzen sind Kletter- oder Schlingpflanzen. So erreichen sie schnell und kraftsparend mehr Licht.
Über Luftwurzeln (also Wurzeln an der Oberfläche) können sie zusätzlich Wasser und Nährstoffe aufnehmen.

Kakteen und Sukkulenten

Pflanzen aus trockenen Regionen kommen mit sehr wenig Wasser aus. Damit sind sie aus gutem Grund bei Menschen beliebt, die spontan gerne mal vergessen, dass sie Pflanzen daheim haben. Sie wachsen in subtropischen oder auch tropischen Trockengebieten, also zum Beispiel Wüsten, Halbwüsten und in Übergangsräumen.

Deswegen kommen die Überlebenskünstler mit wenig Wasser aus:

Haare an den Pflanzen reflektieren das Sonnenlicht und fangen verdunstetes Wasser wieder auf.
Durch die dicken Blätter und Stämme (Stammsukkulenz) können größere Mengen an Wasser gespeichert werden.
Blätter haben sich zu flachen Trieben oder Dornen entwickelt, die weniger Wasser verdunsten und vor Tieren schützen.
Durch die Längsrillen an Kakteen entstehen thermodynamische Luftströme, die sie kühlen und den Wasserverbrauch so verringern.

Spezialfall: Epiphyten

Epiphyten sind ein wenig wie die Mieterinnen unter den Pflanzen. Sie leben auf Stämmen oder Ästen von Bäumen. In den feuchten Tropen zählen viele Orchideen, Farne und Bromeliaceen dazu. Sie sind darauf ausgelegt, viel Flüssigkeit über ihren ganzen Körper aufzunehmen. Nährstoffe werden nur über das Wasser aufgenommen, also sind sie sehr glücklich über Regenwasser.

So haben sie sich an den auftretenden Wassermangel angepasst:

Ähnlich wie Kakteen und Sukkulenten speichern sie das Wasser in dicken Blättern und Stämmen.
Sie bauen sich ihre eigenen Blumentöpfe durch Mantel- oder Nischenblätter oder schlauchähnliche Blätter.
Sie nehmen Wasser direkt durch ihre Sprosse auf.
Sie haben Absorptionshaare entwickelt, über die sie Wasser aufnehmen (Tillandsien).
Sie können die Transpiration verringern.