Pflanzen mit Haftwurzeln

Vortrag zum Thema Wurzelveränderungen, 6. Klasse

Die Hauptfunktionen der Wurzeln sind die Verankerung der Pflanze im Boden sowie die Versorgung mit Mineralsalzen und Wasser. Manchmal übernehmen Wurzeln zusätzliche Funktionen, was zu einer Veränderung des Rhizoms führt.

Wenn Wurzeln beginnen, Nährstoffe zu speichern und als deren Reservoir zu dienen, verdickt und vergrößert sich die Hauptwurzel stark. Dies ist besonders typisch für Wurzelgemüse zweijähriger Kulturen: Karotten, Rote Bete, Petersilie, Sellerie, Chicorée. Unter den einjährigen Pflanzen bildet der Rettich eine Wurzelknolle. Wenn die Seitenwurzeln zu wuchern beginnen, entstehen Knollen. So speichert die Dahlie Nährstoffe, die der Pflanze helfen, schneller zu blühen. Wurzelknollen bildet die Süßkartoffel. Dabei sind im Wurzelsystem der Pflanze neben den Knollen auch normale Wurzeln vorhanden.

Pflanzen gehen häufig Symbiosen mit Bakterien sowie mit Pilzen ein. Stickstofffixierende Knöllchenbakterien siedeln sich auf dem Wurzelsystem von Hülsenfrüchten an, wodurch sich an den Wurzeln Knöllchen bilden. Bei der Symbiose von Pflanzen, meist Bäumen, mit Pilzen leben deren Wurzeln mit Pilzhyphen zusammen, es entsteht Mykorrhiza. Die Pilzhyphen umspinnen die Baumwurzeln und versorgen sie mit Mineralstoffen, während sie selbst organische Substanzen erhalten. Die Baumwurzel verzweigt sich, verdickt die Enden, bildet aber keine Wurzelhaare aus.

Lianen nutzen spezielle Haftwurzeln, um sich an Stämmen anderer Pflanzen oder an Wänden festzuhalten. Efeu kann mit seinen Haftwurzeln jede Stütze umranken. Die Mistel heftet sich mit ihren Saugwurzeln fest an die Zweige von Bäumen und entzieht ihnen Nährstoffe und Feuchtigkeit. Die gleichen Wurzeln hat die Blume Iwan da Marja, die auf dem Boden wächst, sich aber an andere Pflanzen saugt. Die Seide hat überhaupt kein Laub, sie umwindet mit ihrem Stängel den «Wirt» und entzieht der Pflanze mit ihren umgewandelten Wurzeln in Form von Saugnäpfen alle Säfte.

Die Bewohner der Tropen – Orchideen zeichnen sich durch das Vorhandensein von Luftwurzeln aus, die nicht in den Boden eindringen, sondern Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Deshalb mögen Zimmerorchideen das Besprühen so sehr.

Stelzwurzeln sind Adventivwurzeln, die vom Stamm abzweigen und in den Boden einwachsen, sobald sie die Erde erreichen. Sie dienen als zusätzliche Stütze und stützen die Pflanzen. Bei Mangrovenbäumen versorgen sie die Pflanze neben der Stütze zusätzlich mit Luft. Es ist ein sehr häufiges Phänomen, dass Wurzeln gleichzeitig Luftwurzeln und Stützwurzeln sind. Beim Kautschukfeigenbaum sind sie scheibenförmig, beim Banyanbaum kräftig und säulenartig. Atemwurzeln beginnen sich bei Pflanzen zu bilden, wenn ihnen im Boden Sauerstoff fehlt. Bei Mais ähneln sie Stelzen und helfen dem Mais, dem Wind standzuhalten.

Bericht Nr. 2

Jede makromorphologische Einheit einer Pflanze hat ihre eigenen Funktionen im Lebensprozess des gesamten Organismus. Die Pflanzenwurzeln sind für die Verankerung des Pflanzenkörpers im Boden und für den Hauptteil der Ernährung verantwortlich. Es sind die Wurzeln, die Mineralien, Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufnehmen. Unter den Wurzelsystemen unterscheidet man das Faserwurzelsystem, das Büschelwurzelsystem und das Pfahlwurzelsystem. Im Laufe der Zeit haben jedoch einige Pflanzenwurzeln andere Funktionen entwickelt, die Wurzeln begannen sich zu verändern. Welche Veränderungen der Wurzelsysteme bei Pflanzen sind uns bekannt?

1) Stützwurzeln. Diese Veränderung des Wurzelsystems ist charakteristisch für große, stark verzweigte Bäume. Wenn der Stamm und die Krone eines Baumes häufig gestützt werden müssen, um sie vor dem Abbrechen bei starkem Wind zu schützen, wachsen von seinen großen Ästen und dem Hauptstamm Wurzeln nach unten. Sobald sie die Bodenoberfläche erreichen, wurzeln sie ein und werden fester. Charakteristisch sind Stützwurzeln für baumartige Feigen, Banyanbäume und Ulmen.

2) Luftwurzeln. Sie bilden sich zwangsläufig an hohen oberirdischen Trieben. Sie versorgen die Pflanze mit der nötigen Feuchtigkeit durch ein spezifisches Gewebe, das diese kondensiert. Solche Wurzeln sind charakteristisch für Pflanzen der tropischen Zone.

3) Atemwurzeln. Ein häufiges Phänomen für Pflanzen, die in überschwemmten oder sumpfigen Gebieten wachsen. Sie wachsen über die Boden- oder Wasseroberfläche hinaus. Sie entstehen, um eine zusätzliche Sauerstoffquelle zu liefern, da das Wasser nicht genügend Sauerstoff für ein vollwertiges Pflanzenleben enthält. Man kann sie bei Bruchweiden finden.

4) Haftwurzeln. Sie sind bei einigen Arten von Kletterpflanzen entwickelt. Sie können die Pflanze an Zäunen, Wänden, Stängeln und Stämmen anderer Pflanzen befestigen, indem sie diese umwickeln, um an Sonnenlicht zu gelangen. Eine weitere Funktion ist die Fortpflanzung. Wenn man eine solche Pflanze abreißt, treibt jede der Haftwurzeln einen neuen Spross. In Aktion kann man sie sehen, wenn sie Fassaden von Gebäuden oder sogar ganze kleine Bauwerke umranken. Beispiele für solche Pflanzen sind Weinreben, Monstera und Efeu.

5) Rüben. So werden Wurzeln mit einem großen Bereich Speichergewebe in der Hauptwurzel und/oder dem unteren Stängel genannt. In den allermeisten Fällen kommt auf eine Pflanze eine Rübe. Sie speichern hauptsächlich Polysaccharide, Mineralien und Vitamine. Sie sind oft essbar.

Knollenwurzeln. Dies sind Wurzeln, die in den Nebenwurzeln eine große Menge Speichergewebe aufweisen. So können sich an einer Pflanze mehrere Knollen entwickeln, die auch Mineralstoffe, Vitamine und Polysaccharide gespeichert haben. Sie werden auch häufig als Nahrungsmittel verwendet.

Abwandlung der Wurzeln

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Die Wurzel als Pflanzenorgan. Bedeutung und Vielfalt der Wurzeln

Lektion 13. Die Wurzel als Pflanzenorgan. Bedeutung und Vielfalt der Wurzeln

Ziele der Lektion: das Konzept der Wurzel als vegetatives Organ der Pflanze, der Entwicklung der Wurzel, der Arten von Wurzelsystemen, der Besonderheiten ihres Aufbaus und ihrer Bildung zu entwickeln; eine Vorstellung von den Funktionen der Wurzel zu vermitteln; die Bedeutung des Wissens über die Entwicklung von Wurzelsystemen für den Pflanzenbau aufzuzeigen.

Ausrüstung: Zimmerpflanzen, Herbarium von Pflanzen mit Pfahlwurzel- und Faserwurzelsystem, Tabellen „Aufbau der Pflanzenwurzel“, „Vegetative Organe der Pflanze“, „Blütenpflanze und ihre Organe“, Keimlinge von Bohnen, Erbsen, Mais, Zwiebeln mit Wurzeln.

Schlüsselwörter und Begriffe :Bedeutung der Wurzel, Bodenemährung, Hauptwurzel, Seitenwurzeln, Adventivwurzeln, Wurzelsystem, Pfahlwurzel- und Faserwurzelsystem, Abkneifen (Pikieren); Abwandlungen der Wurzeln: Wurzelgemüse, Wurzelknollen, Bakterienknöllchen, Luftwurzeln, Atemwurzeln, Säulenwurzeln, Haftwurzeln, Brettwurzeln.

I. Aktivierung des Wissens

Wählen Sie die richtigen Aussagen:

1. Die Samen der meisten Pflanzen bestehen hauptsächlich aus Wasser und Mineralstoffen.

2. Die Samen der meisten Pflanzen bestehen hauptsächlich aus organischen Stoffen.

3. Die Samen von Weizen, Reis und Mais sind reich an Fetten.

4. Die Samen von Erbsen, Bohnen und Hülsenfrüchten enthalten eine große Menge an Eiweiß.

5. Sonnenblume, Lein und Rizinus sind Ölpflanzen.

6. Gluten ist eine besondere Art von pflanzlicher Stärke.

7. Gluten ist ein pflanzliches Eiweiß.

8. Samen mit beschädigten Keimblättern oder Endosperm keimen schneller.

9. Das Vorhandensein von reservierten Nährstoffen ist die wichtigste Bedingung für die Keimung von Samen.

10. Beim Pflanzen wählt man größere Samen, da aus ihnen kräftigere Keimlinge wachsen.

II. Erarbeitung des neuen Stoffs

Lehrergespräch mit den Schülern

Heute werden wir über die Wurzel sprechen. Welches Organ ist die Wurzel? (Die Kinder antworten.) Die Wurzel ist ein vegetatives Organ der Pflanze. Was ist die Hauptfunktion der Wurzel? (Die Kinder antworten.) Wurzeln verankern die Pflanze im Boden, über die Wurzeln nimmt die Pflanze Wasser und Mineralstoffe auf, das heißt, die Wurzel sichert die Bodenversorgung der Pflanze. Erinnern Sie sich, welches Organ zuerst aus dem Samen hervortritt? (Die Kinder antworten.) Ein kleiner Keimwurz wächst, verlängert und verdickt sich allmählich und verwandelt sich in eine kräftige Wurzel, die eine ganze Pflanze halten kann. Stellen Sie sich vor, wie kräftig das Wurzelsystem bei Pflanzen wie Kiefer oder Eiche sein muss, um den Stamm mit allen Ästen und Blättern zu halten! Um sich annähernd vorstellen zu können, welchen Belastungen die Wurzel ausgesetzt ist, versuchen Sie, bei starkem Wind einen Schirm zu öffnen und ihn in den Händen zu halten. Und wer von Ihnen hat schon einmal versucht, einen Löwenzahn, eine Klette oder zum Beispiel einen Wermut mit der Wurzel auszureißen? (Die Kinder antworten.) Wie schwierig ist das? Und warum? (Die Kinder antworten.) Im Laufe des Lebens bildet die Pflanze neue Wurzeln und alte wachsen weiter. Die Gesamtheit aller Wurzeln einer Pflanze nennt man Wurzelsystem.

Betrachten wir den Aufbau der Wurzelsysteme verschiedener Pflanzen. (Der Lehrer zeigt Herbarien von Pflanzen mit verschiedenen Wurzelsystemen sowie gekeimte Samen von Bohnen, Erbsen, Weizenkörnern, Mais und eine gekeimte Zwiebel.) Wenn wir das Wurzelsystem von Bohne, Erbse, Kürbis, Löwenzahn betrachten, sehen wir deutlich eine Hauptwurzel, die am stärksten ausgeprägt ist, und von der kleinere Wurzeln abzweigen. Diese Wurzel nennt man Hauptwurzel, und die Wurzeln, die von der Hauptwurzel ausgehen, nennt man Seitenwurzeln. Vom stängelartigen Teil des Sprosses gehen Adventivwurzeln ab. Sie ergänzen gleichsam das Hauptwurzelsystem der Pflanze. Der Zweck, zu dem man einige landwirtschaftliche Kulturen wie Kartoffeln und Kohl anhäufelt, ist die Vermehrung der Anzahl von Adventivwurzeln.

Ein solches Wurzelsystem, bei dem die Hauptwurzel deutlich ausgeprägt ist, nennt man Pfahlwurzelsystem. Wenn wir jedoch die Wurzelsysteme von Weizen, Roggen, Hafer, Quecke, Zwiebel betrachten, sehen wir dort keine Hauptwurzel, sondern eine große Anzahl gleichwertiger Adventiv- und Seitenwurzeln. Ein solches Wurzelsystem nennt man Faserwurzelsystem. Basierend auf den Beispielen von Pflanzen mit dem einen oder anderen Wurzelsystem, überlegen Sie, welche Pflanzen welches Wurzelsystem haben? (Die Kinder antworten.) Meistens haben zweikeimblättrige Pflanzen ein Pfahlwurzelsystem, und einkeimblättrige Pflanzen ein Faserwurzelsystem.

Erzählung des Lehrers mit Elementen des Gesprächs

Die Größe und Form des Wurzelsystems von Pflanzen hängt auch von ihren Wachstumsbedingungen ab. Beispielsweise unterscheidet sich das Wurzelsystem einer Kiefer, die auf Sandboden wächst, von dem einer Kiefer, die im Sumpf wächst. Überlegen Sie, wie das Wurzelsystem der beiden Bäume aussehen wird? (Die Kinder antworten.) Bei der Kiefer, die auf Sandboden wächst, ist das Wurzelsystem ein Pfahlwurzelsystem, wie es für eine zweikeimblättrige Pflanze typisch ist. Außerdem dringen ihre Wurzeln tief in den Boden ein, um Feuchtigkeit zu suchen. Die Kiefer, die im Sumpf wächst, hat ein Wurzelsystem, das eher einem Faserwurzelsystem ähnelt. Ihre Wurzeln nehmen eine große Fläche ein, dringen aber nicht tief in die Erde ein. Warum, glauben Sie? (Die Kinder antworten.) Dies ist notwendig, damit die Pflanze auf dem lockeren Sumpfboden Halt findet.

Das Pfahlwurzelsystem einer Pflanze kann verändert werden, indem man es in ein Faserwurzelsystem umwandelt. Die Wurzel wächst mit der Spitze. Aber was passiert mit der Wurzel, wenn wir die Spitze entfernen? (Die Kinder antworten.) Wenn die Spitze der Hauptwurzel entfernt wird, hört ihr Wachstum auf, dafür beginnen die Seitenwurzeln schneller zu wachsen. Diese Eigenschaft der Wurzeln wird im Pflanzenbau genutzt. Beim Umpflanzen von Setzlingen ins Freiland wird die Spitze der Hauptwurzel abgekniffen. Diese Methode nennt man Abkneifen oder Pikieren. Warum, glauben Sie, kneift man die Wurzeln von Kulturpflanzen ab? (Die Kinder antworten.) Durch das Abkneifen entwickelt sich ein stark verzweigtes Wurzelsystem, das in den oberen, fruchtbarsten Bodenschichten liegt. Dadurch entwickelt sich der Keimling schneller, und in der Folge bringt die Pflanze einen größeren Ertrag.

Wie wir bereits sagten, erfüllen Pflanzenwurzeln bestimmte Funktionen. Welche? (Die Kinder antworten.) Neben den Hauptfunktionen – der Wasser- und Mineralstoffaufnahme und der Verankerung im Boden – können Wurzeln auch andere Funktionen übernehmen.

Zum Beispiel können bei manchen Pflanzen in den Wurzeln reservierte Nährstoffe eingelagert werden. Diese Wurzeln wachsen stark in die Dicke und nehmen manchmal eine sehr bizarre Form an. Bei welchen Pflanzen werden Nährstoffe in den Wurzeln gespeichert? (Die Kinder antworten.) Solche Wurzelumwandlungen nennt man Wurzelgemüse, sie entstehen aus der Hauptwurzel und den unteren Teilen des Stängels. In den Wurzelgemüsen können Zucker gespeichert werden, dann haben sie einen süßen Geschmack. Welche Wurzelgemüse haben einen süßen Geschmack? (Die Kinder antworten.) Das sind zum Beispiel Karotten, Zuckerrüben. Pflanzen, die Wurzelgemüse bilden, sind meist zweijährige Pflanzen. Erinnern Sie sich, wie sich Zweijährige im ersten und zweiten Jahr entwickeln? (Die Kinder antworten.) Im ersten Jahr blühen sie nicht, sondern sammeln Nährstoffe. Im zweiten Jahr nutzen sie die gespeicherten Nährstoffe, blühen und tragen Früchte.

Manche Pflanzen bilden nicht nur ein Wurzelgemüse, sondern viele Wurzelknollen, die an Seiten- oder Adventivwurzeln entstehen. Wurzelknollen bilden die Dahlie, das Scharbockskraut und die Süßkartoffel. Die Süßkartoffel ist eine Pflanze, die in tropischen und subtropischen Ländern angebaut wird und für die Einheimischen die Kartoffel ersetzt.

Bei vielen Pflanzen der Familie der Hülsenfrüchtler bilden sich an den Seitenwurzeln besondere bakterielle Knöllchen. In den jungen Wurzeln dieser Pflanzen siedeln sich besondere Bakterien an, die die Aufnahme von Stickstoff aus der Luft fördern und den Pflanzen so ermöglichen, auf stickstoffarmen Böden gut zu gedeihen. Außerdem sammelt sich Stickstoff in den Wurzeln dieser Pflanzen an und reichert den Boden an.

Bei manchen Zwiebelpflanzen (z. B. Gänsezwiebel, Krokusse, Gladiolen) erfüllen die Wurzeln eine weitere sehr spezifische Funktion. Einzelne Wurzeln sind so beschaffen, dass sie die Zwiebel tiefer in den Boden ziehen können. Sie können sich wie ein gedehntes Gummiband zusammenziehen und die Zwiebel mit sich ziehen.

Bei manchen tropischen Pflanzen, wie zum Beispiel bei tropischen Orchideen, gibt es besondere Adventivwurzeln. Sie haben sich daran angepasst, Feuchtigkeit aus der feuchten Luft aufzunehmen, weshalb sie Luftwurzeln genannt werden. (In Biologiesälen trifft man oft die Pflanze Monstera an, anhand derer man Kindern die Luftwurzeln veranschaulichen kann.)

Wie wir bereits zuvor erwähnt haben, benötigen alle Pflanzenorgane Sauerstoff zum Atmen. Aber in sumpfigen Böden ist die Luft äußerst knapp, da der gesamte freie Raum zwischen den Bodenpartikeln mit Wasser gefüllt ist. Solche Bedingungen sind typisch für Mangrovenwälder, weshalb die Wurzeln vieler hier lebender Pflanzen über die Bodenoberfläche hinausragen und Sauerstoff aus der Luft aufnehmen, also atmen. Diese Wurzeln werden deshalb Atemwurzeln genannt.

Pflanzen der Mangrovenwälder nutzen Adventivwurzeln nicht nur zur Ernährung oder Atmung, sondern auch als Stütze. Mangrovenwälder sind sehr sumpfige Standorte, zudem kommt es in diesen Gebieten häufig zu Gezeiten oder Flussüberschwemmungen. Die Adventivwurzeln wachsen schräg vom Stamm nach unten und verankern die Pflanze zusätzlich im Substrat. Dies sind die sogenannten Stelzwurzeln, die die gewaltigen Stämme mit Blättern hoch über dem Wasser halten. Solche Wurzeln hat beispielsweise der Philodendron.

Bei manchen Feigenbäumen, zum Beispiel beim Bengalischen Feigenbaum oder Banyan, entwickeln sich säulenförmige Wurzeln. Sie entwickeln sich an den großen Ästen, wachsen senkrecht nach unten, erreichen den Boden und wurzeln in ihm ein. Allmählich

Allmählich verdicken sie sich und nehmen das Aussehen von Säulen an. Diese Wurzeln stützen die gewaltigen Äste des Feigenbaums und verhindern, dass sie unter ihrem eigenen Gewicht abbrechen. In Indien gibt es einen heiligen Banyan-Hain von einem einzigen Baum, der eine Fläche von etwa 5.000 Quadratmetern bedeckt.

Wurzeln können den Stiel auch an einer Stütze befestigen. Die Adventivwurzeln am Stiel des Efeus ermöglichen es ihm, sich an der Rinde eines Baumes festzuhalten oder an kleinsten Unebenheiten an Wänden zu klammern, sodass er hoch hinaufklettern kann. Dies sind die sogenannten Haftwurzeln.

Die Wurzeln einiger tropischer Bäume haben eine brettförmige Form. Sie wachsen vom Stamm entlang der Bodenoberfläche, nehmen allmählich an Höhe zu und nehmen diese Form an. Diese Wurzeln verankern die Pflanze ebenfalls im Boden und vergrößern die Stützfläche des Stammes.

III. Festigung von Kenntnissen und Fähigkeiten. Beantworten Sie die Fragen:

1. Was sind die Hauptfunktionen der Wurzel?

2. Welche Wurzelarten kennen Sie?

3. Welche Arten von Wurzelsystemen kennen Sie?

4. Welches Wurzelsystem ist bei zweikeimblättrigen Pflanzen am häufigsten anzutreffen?

5. Welches Wurzelsystem ist bei einkeimblättrigen Pflanzen am häufigsten anzutreffen?

6. Kann man die Entwicklung des Wurzelsystems einer Pflanze steuern?

7. Wozu dient das?

8. Welche Pflanzen bilden Rüben?

9. Welche Funktion haben die Knöllchen an den Wurzeln von Hülsenfrüchtlern?
10. Welche weiteren Wurzelumwandlungen können Sie nennen?

Hausaufgabe

Lesen Sie den Paragraphen und machen Sie sich mit den grundlegenden Begriffen vertraut.

Kreative Aufgabe. Zeichnen Sie verschiedene Wurzelumwandlungen: Rüben, Wurzelknollen, Bakterienknöllchen, Luftwurzeln, Atemwurzeln, Stelzwurzeln, Haftwurzeln, Brettwurzeln. Finden Sie deren Abbildungen in weiterführender Literatur.

Aufgabe für biologieinteressierte Schüler: Ziehen Sie einige Bohnenpflanzen. Entfernen Sie bei drei von ihnen die Wurzelspitze (pikieren Sie sie) und lassen Sie drei unverändert. Pflanzen Sie sie in eine Anzuchtkiste, stellen Sie diese auf die Fensterbank und vergessen Sie nicht zu gießen. Graben Sie nach 2 Wochen alle Pflanzen vorsichtig aus, waschen Sie das Wurzelsystem und vergleichen Sie sie miteinander. Welche Veränderungen haben sich am Wurzelsystem der pikierten Setzlinge ergeben? Wie erklären Sie sich das? Herbarisieren Sie das Ergebnis Ihres Versuchs, beschriften Sie es und geben Sie es dem Lehrer für das Biologiekabinett.

Führen Sie einen Versuch mit Bohnenkeimlingen durch. Nehmen Sie einen Keimling und markieren Sie mit Tusche die Hauptwurzel in gleichmäßigen Abständen. Betrachten Sie den Keimling am nächsten Tag. Was ist mit den Markierungen passiert? Worauf deutet diese Veränderung hin? Halten Sie einen Vortrag über die Ergebnisse Ihres Versuchs in der nächsten Biologiestunde.

Wurzelumwandlungen

Verschiedene Umweltbedingungen erfordern von den dort lebenden Organismen die Entwicklung bestimmter Anpassungsmechanismen. Mit anderen Worten: Pflanzen, Tiere, Vögel und andere Lebewesen, die unter schwierigen Bedingungen leben, müssen sich nicht nur auf verhaltensmäßiger, sondern auch auf biologischer Ebene an die Umwelt anpassen.

Somit verändert die Pflanze die Struktur des Wurzelsystems, der Blätter oder der Sprosse je nach den Bedingungen. In diesem Abschnitt werden die Wurzelumwandlungen beleuchtet.

Unterschiede der Wurzelsysteme

Der häufigste Unterschied bei Wurzelsystemen ist ihre Länge, also die Tiefe, in die die Wurzel in den Boden eindringt. In trockenen Gebieten können die Wurzeln von beispielsweise Weizen mehr als zwei Meter tief reichen, um Wasser aus der Tiefe des Bodens zu schöpfen.

Ein solches Wurzelsystem haben auch Wüstenpflanzen (z. B. der blattlosen Anabasis, Anabasis aphylla), deren Wurzeln mehr als 15 m tief in den Boden eindringen. In stärker bewässerten Gebieten sind die Wurzeln dicht, aber nicht länger als 50 cm.

Das Gleiche beobachtet man bei Pflanzen, die unter Permafrostbedingungen leben (z. B. die Wurzeln der Zwergbirke, die nur 20 cm lang sind). In Gebieten, die eine sorgfältigere Anpassung erfordern, haben sich die Wurzeln stärker umgewandelt und eine Reihe neuer Funktionen erworben.

Wurzelveränderungen

Zunächst sind dies Haftwurzeln oder Kletterwurzeln, mit denen die Pflanze an jeder vertikalen Stütze, insbesondere an einem Baumstamm oder einer Mauer, Halt findet, nach oben wächst und die Blätter näher an das Licht bringt.

Der häufigste Vertreter — der Efeu. Seine Funktion besteht darin, der Pflanze ein besseres Überleben unter den größeren Vertretern zu ermöglichen.

Die nächste Art — die Wurzelknolle: ein Wuchern der Hauptwurzel und manchmal auch der unteren Stängelabschnitte. Die Hauptfunktion ist die Speicherung von Nährstoffen in der Wurzelknolle. Beispiele sind Karotten, Rüben, Rote Bete, Radieschen und andere.

Eine ähnliche Veränderung wird als Wurzelknollen bezeichnet. Hier wachsen und verdicken sich die Seiten- und Adventivwurzeln. Diese Art von Wurzeln findet man bei Dahlien, Süßkartoffeln und Scharbockskraut. Die vierte Wurzelveränderung — das Auftreten von Knöllchen, einer Symbiose von Wurzeln mit Knöllchen-Stickstofffixierbakterien. Die Knöllchen sehen aus wie Verdickungen an der Pflanzenwurzel (meistens — bei Hülsenfrüchtlern oder Erlen).

Manchmal bildet die Pflanze frei herabhängende Luftwurzeln. Ein Beispiel ist die Orchidee, die auf Baumstämmen in tropischen Wäldern lebt. Ein solches Wurzelsystem ermöglicht die Aufnahme von Regenwasser, wenn kein direkter Zugang dazu besteht.

Eine andere Art von Wurzeln, die sich außerhalb des Bodens befinden — Atemwurzeln. Es sind Auswüchse von Seitenwurzeln mit besonders entwickelten luftführendem Gewebe, die vertikal nach oben wachsen. Solche Sumpfpflanzen wie Zypresse oder Knackweide besitzen sie. Die Funktion — die Versorgung der Pflanze mit Sauerstoff durch die Interzellularräume.

Auch können einige Wurzeln als Stützen dienen (also als Halt). Sie werden auch Adventivwurzeln oder Stelzwurzeln genannt. Dies ist ebenfalls eine Anpassung tropischer Pflanzen (z. B. des Banyanbaums).

Die Wurzeln vieler Wasserpflanzen, wenn sie im Boden verwurzeln, verlieren ihre Wurzelhaare.

Die Wurzeln von Parasitenpflanzen dringen fest in den Körper der Wirtspflanze ein (z. B. die Mistel).

Es gibt noch eine weitere Veränderung — die Mykorrhiza, eine Symbiose von Wurzeln und Pilzfäden. Dadurch erhält der Pilz von der Pflanze Nährstoffe und gibt ihr Wasser und Mineralien.

Wurzelveränderungen — VEGETATIVE ORGANE DER BEDECKSAMER PFLANZEN

Neben der Aufnahme von Wasser, Mineralstoffen und der Verankerung der Pflanzen im Boden können Wurzeln auch andere Funktionen erfüllen. In diesen Fällen bilden viele Pflanzenarten neben den normalen Wurzeln veränderte Wurzeln aus: Speicherwurzeln, Saugwurzeln usw.

Speicherwurzeln. Wenn die Wurzeln die Funktion der Nährstoffspeicherung erfüllen, werden sie dick, fleischig und bilden eine Wurzelknolle. Wenn Sie Rüben, Rote Bete oder Möhren essen, essen Sie die vergrößerte Wurzel mit den darin gespeicherten Nährstoffen. Der untere Teil der Wurzelknolle ist seinem Ursprung nach die Hauptwurzel, der obere Teil der Stängel (Abb. 106).

Abb. 106. Wurzelknollen

Rüben bilden sich bei zweijährigen Pflanzen. Reservestoffe (Stärke, Zucker usw.) werden gegen Ende des ersten Lebensjahres in der Hauptwurzel eingelagert. Im folgenden Jahr nach der Überwinterung werden diese Stoffe für die Bildung und das Wachstum von Stängeln, Blättern und Blüten verbraucht. Rüben bilden sich bei vielen Gemüse- und Futterpflanzen: Karotten, Rote Bete, Steckrüben, Rettich, Radieschen usw.

Bei Dahlien, Scharbockskraut, Nachtviole, Süßkartoffel u.a. übernehmen verdickte Seiten- oder Adventivwurzeln die Speicherfunktion. Sie werden als Wurzelknollen bezeichnet (Abb. 107).

Abb. 107. Dahlien und Wurzelknollen der Pflanze

► Atemwurzeln übernehmen die zusätzliche Sauerstoffversorgung der Pflanze. Sie bilden sich beispielsweise bei der Bruchweide, wenn sie an sumpfigen Flussufern wächst. Diese Wurzeln wachsen senkrecht nach oben, bis sie die Bodenoberfläche erreichen (siehe Schema oben). Durch die Interzellularen der Atemwurzeln gelangt Luft in die tieferen Wurzeln, die unter Sauerstoffmangelbedingungen stehen. Atemwurzeln bilden sich auch bei einigen tropischen Bäumen, die auf sumpfigen Böden wachsen.

► Bei Efeu verwandeln sich Adventivwurzeln in Haftwurzeln, die das Hinaufklettern des Stängels an einer senkrechten Stütze ermöglichen. Diese Eigenschaft macht Efeu für die vertikale Begrünung nutzbar.

Saugwurzeln. Bei Pflanzen, die auf anderen Pflanzen parasitieren, bilden sich Saugwurzeln (Haustorien). Sie dringen in das Gewebe der Wirtspflanze ein und entziehen ihm Wasser und Nährstoffe. Saugwurzeln sind charakteristisch für Seide (Abb. 108), Mistel (Abb. 109) und andere Pflanzen.

Abb. 108. Seide auf Brennnessel

Abb. 109. Weiße Mistel

Sie haben sicherlich schon einmal kleine, dichte, grüne Büschel mit ledrigen Blättern bemerkt, die hoch oben auf den Ästen von Pappeln und Ahornbäumen sitzen. Sie ähneln Nestern. Das ist die Weiße Mistel.

Somit können Wurzeln umgestaltet werden und verschiedene Funktionen übernehmen. Dennoch ist eine Wurzel stets an der Abwesenheit von Blättern und dem Vorhandensein einer Wurzelhaube zu erkennen, die das apikale Bildungsgewebe schützt.

Wurzelumgestaltungen sind Anpassungen an spezielle Funktionen.

In Speicherwurzeln (Rüben, Wurzelknollen) werden Nährstoffe angesammelt, um ungünstige (kalte oder trockene) Perioden zu überstehen.

Mithilfe von Saugwurzeln entziehen Schmarotzerpflanzen den Wirtspflanzen Nährstoffe und Wasser.

1. In welchen Fällen beobachtet man Umgestaltungen der Wurzeln? 2. Was ist eine Rübe? 3. Was sind Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Rüben und Wurzelknollen? 4. Welche Pflanzen kennen Sie, bei denen sich Rüben bilden? Was können Sie über diese Pflanzen erzählen? 5. Warum, glauben Sie, speichern Pflanzen Nährstoffe in den Wurzeln?

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Wurzelmodifikationen

Die Mineralstoffernährung der Pflanzen wird durch die Wurzel sichergestellt. In Wasser gelöste anorganische Verbindungen gelangen in die Gewebe und Organe der Pflanzen.

1. Wurzelarten
2. Wurzelgemüse
3. Wurzelknollen
4. Haftwurzeln
5. Atemwurzeln
6. Stützwurzeln
7. Säulenwurzeln
8. Luftwurzeln
9. Mykorrhiza
10. Was haben wir gelernt?
11. Test zum Thema
12. Bewertung des Berichts

Wurzelarten

Als Wurzeln bezeichnet man den unterirdischen Teil der Pflanze. Ihr Aufbau besteht meist aus mehreren Teilen. Die Hauptwurzel entwickelt sich aus der Keimwurzel des Embryos. Sie ist deutlich ausgeprägt und bei einer Pflanze immer vorhanden. An der Hauptwurzel entwickeln sich Seitenwurzeln. Diese sind zahlreich und machen den Wasseraufnahmeprozess aus dem Boden intensiver. Wurzeln, die direkt vom Stängel ausgehen, werden als Adventivwurzeln bezeichnet. An ihnen können sich ebenfalls Seitenwurzeln entwickeln.

Rüben

Eine Rübe ist eine Modifikation der Hauptwurzel und des unteren Stängelteils, in denen reservierte Nährstoffe (Stärke, Zucker usw.) gespeichert werden. Rüben sind typisch für Pflanzen wie Rote Bete und Karotten sowie eine Reihe anderer.

Am häufigsten kommen Rüben bei zweijährigen Pflanzen vor. Sie werden am Ende der ersten Vegetationsperiode einer solchen Pflanze gebildet, meist im Spätsommer oder Frühherbst. Die Pflanze speichert im Sommer reservierte Nährstoffe, im Herbst stirbt ihr oberirdischer Teil ab. Im zweiten Jahr wachsen im Frühjahr Stängel und Blätter wieder nach. Dabei werden die Reservestoffe aus der Rübe genutzt. In diesem Jahr blüht und fruchtet die Pflanze, danach stirbt sie vollständig ab.

Die Rüben vieler Pflanzen werden vom Menschen als Nahrung genutzt. Die Ernte erfolgt im ersten Jahr. Wenn Samen gewonnen werden sollen, bleibt die Rübe im zweiten Jahr im Boden.

Wurzelknollen

Wurzelknollen sind Modifikationen von Adventiv- und Seitenwurzeln, in denen reservierte Nährstoffe gespeichert werden. Knollen sind typisch für Pflanzen wie Süßkartoffeln, Dahlien und eine Reihe anderer.

Wurzelknollen werden auch als Knollenwurzeln bezeichnet.

Haftwurzeln

Haftwurzeln (oder Kletterwurzeln) sind Modifikationen von Adventivwurzeln, die der Pflanze zur Befestigung an einer Stütze dienen. Diese Wurzeln befinden sich oberhalb des Bodens. So bringt die Pflanze ihre vegetativen Teile (Stängel und Blätter) zum Licht, wenn kein fester Stängel vorhanden ist. Haftwurzeln kann man beim Efeu beobachten.

Atemwurzeln

Diese Art von veränderten Wurzeln kommt ebenfalls in den Tropen vor. Sie ist charakteristisch für Bäume, die an sumpfigen Ozeanküsten wachsen. Das Wurzelsystem solcher Pflanzen ist komplex und besitzt ein lufthaltiges Gewebe, das Aerenchym. Durch Öffnungen gelangt Luft in das Aerenchym und weiter zu entfernten untergetauchten Pflanzenteilen. Bei einigen Farnen und dem roten Mangrovenbaum sind ähnliche Veränderungen zu finden.

Abb. 2. Atemwurzeln.

Stelzwurzeln

Stelzwurzeln, auch Stütz- oder Luftwurzeln genannt, entwickeln sich ebenfalls aus Adventivwurzeln und befinden sich in der Luft. Sie bilden sich bei einer Reihe tropischer Bäume an Stämmen und Ästen. Anschließend wachsen sie bis zum Boden. An dessen Oberfläche verzweigen sie sich stark und stützen die Pflanze. Ein Beispiel für eine Pflanze mit Stelzwurzeln ist der Banyan.

Säulenwurzeln

Die Besonderheit der Säulenwurzeln besteht darin, dass sie an den Ästen angelegt werden. Solche Sprosswurzeln sind für den Banyan charakteristisch.

Banyan ist nicht der Name einer Pflanze. Es ist die Bezeichnung für eine Wachstumsform einiger Feigenbäume. Als Banyan kann jeder Baum mit einer üppigen Krone bezeichnet werden, der sich auf Säulenwurzeln stützt.

Abb. 3. Indischer Banyan.

Luftwurzeln

Luftwurzeln sind typisch für Orchideen, die auf den Ästen tropischer Bäume wachsen. Hier hängen die Orchideenwurzeln einfach herab. In tropischen Wäldern ist es sehr feucht, sodass Wasser direkt aus der Luft aufgenommen werden kann.

Mykorrhiza

Mykorrhiza ist eine Symbiose zwischen Baumwurzeln und dem Myzel von Hutpilzen. Sie stellt Wurzeln dar, in die Pilzhyphen eingedrungen sind. Das Zusammenleben mit dem Pilz hat mehrere für die Pflanze vorteilhafte Folgen:

• Erhöhung der Saugaktivität des Wurzelsystems;
• Schutz vor Befall durch parasitische Pilze und Bakterien;
• Vergrößerung der Wasseraufnahmefläche.

Was haben wir gelernt?

Aus dem Biologieartikel (6. Klasse) haben wir gelernt, dass die Wurzeln vieler Pflanzen neben den Hauptfunktionen auch einige zusätzliche Funktionen erfüllen, mit denen entsprechende Wurzelumwandlungen verbunden sind. Obwohl diese Funktionen als zusätzlich und spezifisch gelten, stehen sie dennoch im Zusammenhang mit der Stützung und Ernährung der Pflanze. Die Arten von veränderten Wurzeln sind sehr vielfältig.