Was macht ein Stängel?
Der Stängel ist die Hauptstrukturachse einer Pflanze. Er verbindet die Wurzeln unten mit den Blättern und Blüten oben. Stängel haben drei Schlüsselaufgaben:
- Unterstützung — Stängel halten Blätter in Richtung Licht und Blüten sowie Früchte dort, wo sie von Bestäubern und Samenausbreitern gesehen oder erreicht werden können.
- Transport — Stängel enthalten Bündel von Gefäßen, die Wasser, Mineralien und Zucker zwischen allen Teilen der Pflanze tragen.
- Speicherung — Manche Stängel (z. B. Kartoffelknollen, Kakteen) speichern Nahrung und Wasser.
Die zwei Transportsysteme
In jedem Stängel befinden sich zwei Arten von röhrenförmigem Gewebe, die in Leitbündeln zusammengefasst sind:
Xylem — Trägt Wasser und gelöste Mineralsalze nach oben von den Wurzeln zu den Blättern und anderen Teilen. Xylembahnen sind abgestorbene Zellen mit dicken, verstärkten Wänden, die Hohlröhren bilden. Die Bewegung von Wasser durch das Xylem wird hauptsächlich durch Transpiration angetrieben — die Verdunstung von Wasser aus Blättern erzeugt einen Sog, der Wasser durch die Pflanze nach oben zieht (der Transpirationsstrom).
Phloem — Trägt gelöste Zucker (hauptsächlich Saccharose), die durch Fotosynthese in Blättern hergestellt werden, zu dem Rest der Pflanze, einschließlich Wurzeln, Blüten und Früchten. Diese Bewegung in beide Richtungen auf und ab wird als Translokation bezeichnet. Phloem besteht aus lebenden Zellen namens Siebröhrenglieder, die end-to-end verbunden sind.
Im Querschnitt zeigt ein Stängel Leitbündel, die in einem Ring angeordnet sind (bei dikotyledonen Pflanzen wie Sonnenblumen) oder verbreitet (bei monokotyledonen Pflanzen wie Gräsern und Mais).
Der Transpirationsstrom
Wasser bewegt sich durch eine Pflanze auf diesem Weg:
Boden → Wurzelhaarzellen (Osmose) → Wurzelgewebe → Xylem im Stängel → Blätter → Verdunstet durch Stomata
Dieser kontinuierliche Fluss wird als Transpirationsstrom bezeichnet. Da Xylembahnen eine unterbrochene Wassersäule von der Wurzel bis zum Blatt bilden, wird die durch Verdunstung an der Spitze erzeugte Saugkraft den ganzen Weg nach unten zu den Wurzeln übertragen.
Du kannst den Transpirationsstrom demonstrieren, indem du eine weiße Nelke in gefärbtes Wasser stellst. Innerhalb eines Tages oder so zeigen die Blütenblätter Farbstreifen, da das farbige Wasser durch das Xylem nach oben wandert.
Stängelarten
Nicht alle Stängel sehen gleich aus:
- Krautige Stängel — Weich und grün, wie bei Tomaten oder Gänseblümchen.
- Holzige Stängel — Hart und starr, mit Lignin in älteren Xylemzellen verstärkt (Holz). Beispiele: Bäume und Sträucher.
- Veränderte Stängel — Kartoffelknollen (unterirdische Speicherstängel), Kakteen (dicke, wasserspeichernde Stängel), Erdbeerausläufer (horizontale Stängel, die neue Pflanzen produzieren).
Stängelanpassungen
Bei Kakteen ist der Stängel dick und geschwollen, um Wasser zu speichern, und er ist grün (enthält Chloroplasten), weil Blätter zu Dornen reduziert sind. Bei Kletterpflanzen wie Efeu winden sich flexible Stängel und Ranken um Stützpunkte. Diese Variationen zeigen, wie die grundlegende Stängelstruktur an verschiedene Umgebungen angepasst ist.
Praxisbezug: Schnittblumen in einer Vase
Wenn du frische Rosen in eine Vase stellst, setzt das Xylem im Stängel den Transpirationsstrom fort — selbst ohne Wurzeln. Floristen schneiden Stängel schräg und unter Wasser, um den Querschnitt der Xylembahn zu maximieren und Luftblasen zu vermeiden. Zucker im Wasser versorgt die Phloemzellen und verlängert die Haltbarkeit.
Praxisbezug: Jahresringe und Xylemspeicherung
Jedes Jahr legt ein Baum während der Wachstumsperiode einen neuen Xyleming an. In guten Jahren (warm und feucht) ist dieser Ring breit; in Trockenjahren schmal. Das Abzählen der Ringe zeigt das Alter des Baumes; die Ringbreiten erlauben Klimarekonstruktionen über Jahrhunderte. Das harte „Holz" in einem Baumstamm besteht fast ausschließlich aus abgestorbenen, ligninverstärkten Xylemsegmenten.
Praxisbezug: Blattläuse zapfen das Phloem an
Blattläuse (Aphiden) stechen Pflanzenstängel mit einem nadelfeinen Mundwerkzeug an, das genau in die Siebröhren des Phloems eindringt. Der Siebröhrendruck drückt den zuckerhaltigen Saft direkt in die Blattlaus — sie muss kaum saugen. Deshalb lassen Blattlausbefall Pflanzen welken und Blätter einrollen: Die Zuckerversorgung der Wachstumsspitzen wird buchstäblich abgezapft.
Übungsaufgaben
Was ist der Unterschied zwischen Xylem und Phloem?
Antwort anzeigen
Erkläre, was Wasser durch das Xylem eines großen Baumes nach oben antreibt.